一旦鋼筋混凝土長(zhǎng)期暴露在惡劣的環(huán)境當(dāng)中,酸性物質(zhì)通過(guò)混凝土的空隙和毛細(xì)孔道剝蝕了鋼筋的鈍化層,鋼筋腐蝕情況嚴(yán)重,進(jìn)而鋼筋混凝土的整體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受到影響,進(jìn)行混凝土鋼筋銹蝕檢測(cè),根據(jù)混凝土鋼筋銹蝕檢測(cè)結(jié)果,采取一些列防治措施是必要的。
一、混凝土中鋼筋鈍化層形成
鋼筋混凝土之所以能夠長(zhǎng)時(shí)間使用保持良好的抗壓和體積穩(wěn)定性有兩個(gè)方面的因素。
第一,混凝土凝凍層將內(nèi)部鋼筋與外部氧氣和酸性物質(zhì)隔絕開(kāi)來(lái),延緩了鋼筋的銹蝕。
第二,混凝土中含有Ca(OH)2 使得PH 值在12 左右,Ca(OH)2 與與鋼筋中的Fe 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后形成了一層200-600mm 的致密氧化層,第二層保護(hù)層就更加保護(hù)了鋼筋免受電化學(xué)的腐蝕。
二、混凝土中鋼筋鈍化層破壞
電化學(xué)腐蝕是混凝土鋼筋銹蝕的根本原因。鋼筋在生產(chǎn)、制造和使用時(shí)并不能達(dá)到完全的均勻,鋼筋的許多部分會(huì)形成電位差,在有水分的情況下會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
1)陽(yáng)極反應(yīng):2Fe-4e-→2Fe2+
2)陰極極反應(yīng):O2+2H2O+4e-→4OH-
3)綜合反應(yīng):2Fe+O2+2H2O→2Fe2++4OH-;Fe2++2OH-→Fe(OH)2
在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中,Cl-的存在不僅會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性能,而且會(huì)直接破壞混凝土中鋼筋的鈍化膜,形成原電池,加速原電池的反應(yīng)速率。
三、物理檢測(cè)方法
01 破損檢測(cè)
破損檢測(cè)主要用于危房拆除、評(píng)價(jià)和鋼筋銹蝕嚴(yán)重的建筑,從表觀(guān)上觀(guān)察包裹鋼筋的混凝土已經(jīng)開(kāi)裂,并且發(fā)生了鋼筋外翻甚至斷裂的現(xiàn)象,為了進(jìn)一步的確定鋼筋銹蝕情況,通常對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)采取破損檢測(cè)。
檢測(cè)方法:利用外力對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行破壞,取出腐蝕的鋼筋,通過(guò)肉眼來(lái)評(píng)價(jià)鋼筋的腐蝕狀況,也可以通過(guò)對(duì)比未腐蝕鋼筋來(lái)計(jì)算截面損失率和重量損失率來(lái)評(píng)估鋼筋的腐蝕情況。
優(yōu)點(diǎn):直觀(guān),并且可以直接展示腐蝕圖片等;
缺點(diǎn):檢測(cè)范圍和代表性往往會(huì)受到質(zhì)疑,而且對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定性產(chǎn)生了破壞。
02 電阻棒法
電阻棒法是為了檢測(cè)鋼筋剩余面積而開(kāi)發(fā)的方法,鋼筋銹蝕會(huì)引起鋼筋表面結(jié)變化,進(jìn)而引起鋼筋的電阻值變化,利用鋼筋導(dǎo)電的原理。該方法需要在鋼筋混凝土澆筑的初期就預(yù)留好的電阻探頭,且銹蝕均勻的場(chǎng)合。
缺點(diǎn):鋼筋銹蝕為非均勻場(chǎng)合時(shí)不適用,而且無(wú)法探測(cè)鋼筋的銹蝕程度。
03 渦流探測(cè)法
渦流探測(cè)法是將電磁設(shè)備放在混凝土構(gòu)件上,電磁裝置發(fā)射出的勵(lì)磁電流與鋼筋內(nèi)的次聲波諧振,通過(guò)觀(guān)察磁飽和后,銹蝕鋼筋引起的電磁場(chǎng)圖像異常,通過(guò)數(shù)據(jù)換算來(lái)確定鋼筋截面積的損失率。
04 聲發(fā)射探測(cè)法
聲發(fā)射探測(cè)法主要原理是鋼筋銹蝕部分膨脹使得混凝土局部開(kāi)裂,聲發(fā)射裝置發(fā)出的聲波與不同部位的鋼筋碰撞后反射聲波的波長(zhǎng)不同,鋼筋銹蝕情況不同,聲波的強(qiáng)弱不同。
同時(shí),聲發(fā)射受到的外部干擾十分嚴(yán)重,在定位準(zhǔn)確性上存在一定的缺陷。
05 射線(xiàn)法
射線(xiàn)法是通過(guò)拍攝混凝土中鋼筋的 X、γ 射線(xiàn)照片,直接觀(guān)察鋼筋的銹蝕情況。 紅外熱像法通過(guò)測(cè)量混凝土表面溫度分布來(lái)分析鋼筋銹蝕位置和程度。但是射線(xiàn)法對(duì)周?chē)h(huán)境和人體傷害較大。
四、化學(xué)檢測(cè)方法
01 半電池電位法
半電池電位法檢測(cè)混凝土鋼筋銹蝕狀態(tài)時(shí),半電池電位隨著潤(rùn)濕程度逐漸穩(wěn)定下來(lái)。為了加強(qiáng)潤(rùn)濕劑的滲透效果,縮短潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)所需要的時(shí)間,采用少量家用液體清潔劑加飲用水的混合液潤(rùn)濕結(jié)構(gòu)效果較好,僅需約15min就可以達(dá)到電位穩(wěn)定。
02 線(xiàn)性極化法
該法的原理是將銹蝕率與極化曲線(xiàn)在自由銹蝕電位處的斜率聯(lián)系起來(lái),可用雙電極或三電極系統(tǒng)監(jiān)測(cè)材料與環(huán)境耦合對(duì)的銹蝕率。它不能直接測(cè)定混凝土中鋼筋的電阻值;由于過(guò)電位小,相應(yīng)的極化電流也小,混凝土孔隙溶液歐姆壓降引起的誤差較大。
03 恒電量法
恒電量測(cè)量技術(shù)仍屬于極化測(cè)量的范疇,但它不同于控制電位或控制電流的方法,可采用先進(jìn)的電子技術(shù),測(cè)量恒電量激勵(lì)下銹蝕電極極化電位隨時(shí)間衰減的曲線(xiàn),確定鋼筋瞬時(shí)銹蝕速度。恒電量法測(cè)量受腐蝕介質(zhì)電阻的影響小且對(duì)體系的擾動(dòng)小,故其獲得的鋼筋低銹蝕速度理論上比線(xiàn)性極化更適合且更精確。
04 電流階躍法
電流階躍法屬于瞬態(tài)測(cè)量方法,它的測(cè)量時(shí)間短,對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)小,越來(lái)越多地用于鋼筋混凝土中鋼筋銹蝕速度的理論研究與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。
電流階躍法也是一種越來(lái)越受到重視的鋼筋銹蝕快速測(cè)量方法,它通過(guò)分析鋼筋混凝土中的鋼筋在階躍電流信號(hào)作用下的電壓響應(yīng),來(lái)確定鋼筋的銹蝕狀態(tài)。在分析電流階躍法測(cè)量結(jié)果時(shí),常采用多重串聯(lián)阻容單元來(lái)擬合所得測(cè)量結(jié)果。
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