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钢筋锈蚀仪的测试原理及现场检测

发布时间:2010-11-14

 

钢筋锈蚀仪的测试原理及现场检测

 

一、钢筋锈蚀的成因

混凝土是碱性的,在混凝土完好的情况下会在钢筋表面形成钝化层,保护钢筋不发生锈蚀,但如果混凝土炭化或者出现裂缝,空气中的水分、氧气、二氧化硫等物质会接触到钢筋,发生电化学反应,引起钢筋的锈蚀。

二、钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响

主要体现在三方面。其一,钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小,从而使钢筋的承载力下降,极限延伸率减少;其二,钢筋锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积大得多(一般可达2~3倍),体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力,发生顺筋开裂,使结构耐久性降低;其三,钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。因此,钢筋锈蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响,由此带来的维修与加固费用也是相当昂贵的。为此,结合水工建筑物安全检测实践,开展了水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用研究,目的是为水工建筑物的安全评价提供科学的依据。

三、检测原理

      钢筋锈蚀的无损检测方法主要分为三类:综合分析法、物理检测法、电化学检测法。

     电化学法:有多种种方法,仪器采用的是半电池电位法。

      半电池法是一种电化学方法, “铜+硫酸铜饱和溶液”半电池,与“钢筋+混凝土”半电池构成一个全电池系统。在全电位系统中,由于“铜+硫酸铜饱和溶液”的电位值相对恒定,而混凝土中的钢筋因锈蚀产生的电化学反应会引起全电池电位的变化,,根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态,该方法不受混凝土构件尺寸和钢筋保护层厚度的限制。

                          

                                       图 1  钢筋锈蚀检测仪示意图

                           1.露出钢筋部位  2.电压仪 3.铜—硫酸铜半电池

 四、钢筋锈蚀检测要点

(1)半电池电化学法判定的是发生锈蚀的概率(可能性),而不是锈蚀的实际状态

(2)半电池法测定的是腐蚀电位,一方面测定中影响因素多。另一方面腐蚀电位也不是唯一表征因素,应配合其他方法和因素综合分析,并配合剔凿法验证。

(3)半电池法是对锈蚀状态概率的测定,不能判定锈蚀速度或锈蚀率:

     锈蚀率可以反映锈蚀后的有效截面积

     锈蚀速度可以反映发生锈蚀后的使用寿命   ----是设计人员最关心的问题

五、规程中的相应规定

1、中华人民共和国国家标准  gb/t50344-2004 《建筑结构检测技术标准》规范中如下规定:

序号

 

钢筋电位状态  (mv)

 

钢筋锈蚀状态判别

 

    1

 

-350 -- -500

钢筋发生锈蚀的概率95%

    2

 

-200 -- -350

 

钢筋发生锈蚀的概率50%,可能存在坑蚀现象

    3

 

-200 或高于 -200

 

无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定,锈蚀概率5%

中华人民共和国行业标准  jgj/t 152-2008  《混凝土中钢筋检测技术规程》

序号

 

钢筋电位状态  (mv)

 

钢筋锈蚀状态判别

 

    1

> -200

不发生锈蚀的概率>90%

    2

-200 -- -350

 锈蚀性状不确定

    3

-<-350

发生锈蚀的概率>90%

六、钢筋锈蚀的现场检测

 第一步:布点

 第二步 测试

     选择电位测试时,需要凿开一处混凝土露出钢筋,并除去钢筋锈蚀层,把连接黑色信号线的金属电极夹到钢筋上,黑色信号线的另一端接锈蚀仪“黑色”插座,红色信号线一端连电位电极,另一端接锈蚀仪“红色”插座。

钢筋锈蚀仪电位测量方式示意图

    选择梯度测试时,不需要开凿混凝土,用连接杆连接两个电位电极,点距为20cm。

 钢筋锈蚀仪电位测量方式示意图

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