無損檢測技術 課件 1.5.2鋼筋銹蝕檢測

無損檢測技術鋼筋銹蝕電位的檢測與判定CONTENTS認識鋼筋銹蝕半電池電位法原理一二目錄二三二半電池電位法測試方法與影響因素二四鋼筋銹蝕電位的一般判定標準一、認識鋼筋銹蝕鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性問題越來越引起人們的重視,而鋼筋銹蝕則是影響結(jié)構(gòu)物耐久性的主要因素之一，隨著工業(yè)污染及建筑結(jié)構(gòu)的老化，鋼筋銹蝕問題越來越突出,直接影響到結(jié)構(gòu)物的安全使用。

硅酸鹽水泥在水化過程中產(chǎn)生一定的堿，方程式如下:Ca(OH)2一部分溶解于混凝土的液相中,使混凝土pH在13-14之間,另一部分則沉淀于混凝土的微孔中,處于強堿環(huán)境中的鋼筋,其表面生成致密氧化膜,使鋼筋處于鈍化狀態(tài),同時混凝土對鋼筋也起著物理保護作用。但是從熱力學的觀點來看,鋼筋的鈍化是不穩(wěn)定的，鈍化狀態(tài)的保持具有一定的條件,一旦條件改變,鋼筋便由鈍化狀態(tài)向活化狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

混凝土通常具有連續(xù)貫通的毛細孔隙,起初這些毛細孔隙被水泥水化過程中所產(chǎn)生的自由水和固Ca(0H)2所填塞,但是,暴露在空氣中的混凝土隨著時間的推移,會逐漸釋放一部分自由水,在干燥過程中,混凝土中的水分揮發(fā),其原來占有的孔隙空間就會被空氣所填補,通?？諝庵邪罅康腃O2和酸性氣體,它們能與混凝土中的堿性成分起反應,大氣中的CO2、SO2,、SO3,能中和混凝土中的Ca(OH)2:這就是我們所說的混凝土碳化。

混凝土碳化會使得混凝土的pH值降低，當pH值小于11時,混凝土中鋼筋表面的致密鈍化膜就被破壞,不僅如此,CaSO3、CaSO4,還會與水泥水化產(chǎn)物中的水化鋁酸鈣反應,生成物體積增大,從而使混凝土脹裂,這就是硫酸鹽侵蝕破壞。常說的堿性集料反應或者叫堿性反應破壞機理,也與此相似。當混凝土中的堿濃度超過一定臨界值后,集料中活性礦料就會起化學反應而生成一種凝膠,而這種凝膠往往是吸水膨脹的,一旦混凝土遭受水的侵蝕,就使凝膠膨脹,從而產(chǎn)生過高的內(nèi)應力,導致混凝土脹裂,這樣一來就加快了混凝土的表面剝落。一旦鋼筋表面鈍化膜局部破壞或變得致密度差,即不完整,則鈍化膜處就會形成陽極,而周圍鈍化膜完好的部位構(gòu)成陰極,從而形成了若干個微電池。雖然有些微電池處于抑制狀態(tài)，但在一定條件下可以激化,從而使其處于活化狀態(tài)發(fā)生氧化還原反應,這樣就造成鋼筋的銹蝕,宏觀上混凝土和握裹其中的鋼筋形成半電池,而我們也正是通過檢測以上所述的處于活化狀態(tài)的鋼筋銹蝕半電池電位來判斷當下混凝土內(nèi)的鋼筋銹蝕活化程度。二、半電池電位法原理半電池電位法是利用混凝士中鋼筋銹蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)。通過測定鋼筋混凝土半電池電極與在混凝土表面的銅/硫酸銅參考電極之間電位差的大小,來評定混凝土中鋼筋的銹蝕活化程度。三、半電池電位法檢測方法與影響因素（一）檢測目的此方法用于檢測混凝土中鋼筋的銹蝕活化程度。已經(jīng)干燥到絕緣狀態(tài)的混凝土或已發(fā)生脫空層離的混凝土表面,測試時不能提供穩(wěn)定的電回路,不適用本方法。對特殊環(huán)境,如海水浪濺區(qū)、處于鹽霧中的混凝土結(jié)構(gòu)等,不具有普遍適用性。（二）檢測范圍銹蝕狀況檢測范圍主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位位0201根據(jù)一般檢查結(jié)果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位（三）檢測規(guī)程采用住建部JTJ/T152-2008（四）檢測設備技術要求1.參考電極(半電池)a.本方法參考電極為銅/硫酸銅半電池。b.銅/硫酸銅參考電極溫度系數(shù):0.9mV/℃2.二次儀表的技術性能要求:(1)測量范圍大于1V。(2)準確度優(yōu)于0.5%土1mV。(3)輸人電阻大于1010歐姆。(4)儀器使用環(huán)境條件:環(huán)境溫度0---+40℃;相對濕度≤95%。便攜式硫酸銅參比電極接觸液為使銅/硫酸銅電極與混凝土表面有較好的電接觸,可在水中加適量的家用液態(tài)洗滌劑對被測表面進行潤濕,減小接觸電阻與電路電阻。0403導線總長不應超過150m,一般選擇截面積大于0.75mm2的導線,以使在測試回路中產(chǎn)生的電壓降不超過0.1mV。05使用情況在使用接觸液后仍然無法得到穩(wěn)定的電位差時,應分析是否為電回路的電阻過大或是附近存在與橋梁連通的大地波動電流,在以上情況下,不應使用半電池電位法（四）檢測設備技術要求（五）檢測準備工作1.配置硫酸銅溶液：將硫酸銅中注入蒸餾水，用力搖晃，看到瓶底有明顯的顆粒說明達到飽和，做好標簽。便攜式硫酸銅參比電極便攜式硫酸銅參比電極便攜式硫酸銅參比電極便攜式硫酸銅參比電極便攜式硫酸銅參比電極2.采用鋼筋探測儀檢測鋼筋的分布情況,并應在適當位置剔鑿出鋼筋;

（六）檢測步驟1.測區(qū)的選擇與測點布置(1)鋼筋銹蝕狀況檢測范圍應為主要承重構(gòu)件或承重構(gòu)件的主要受力部位，或根據(jù)一般檢查結(jié)果有跡象表明鋼筋可能存在銹蝕的部位。但測區(qū)不應有明顯的銹蝕脹裂、脫空或?qū)与x現(xiàn)象。(2)測區(qū)面積不應大于5mX5m，并應按確定第二位置盡心編號，每個測區(qū)應采用矩陣式（行、列）布置測點，依據(jù)被測結(jié)構(gòu)及構(gòu)件尺寸，宜用10cmX10cm---50cmx50cm劃分網(wǎng)格,根據(jù)構(gòu)件尺寸而定,測點位置距構(gòu)件邊緣應大于5cm,-般不宜少于30個測點。步驟2.測區(qū)混凝土應預先充分浸濕。

可在飲用水中加入適約2%家用液態(tài)洗滌劑配制成導電溶液,在測區(qū)混凝土表面噴酒,半電池的電連接墊與混凝土表面測點應有良好的耦合。半電池電位的檢測應按下列步驟進行:步驟

3.連接處的鋼筋表面應除銹或清除污物,并保證導線與鋼筋有效連接;

半電池電位的檢測應按下列步驟進行:

步驟儀器連接：儀器連接：連接硫酸銅電極金屬電極夾，夾在除銹鋼筋上連接金屬電極與設備連接逐點測試濕潤多孔棉塞測區(qū)點距設置步驟雙電極測試：取出雙電極，注入硫酸銅溶液測區(qū)設置選擇梯度測試連接電極擰開電極保護蓋測試連接電極步驟清洗電極：二）步驟倒出硫酸銅溶液清洗電極底、頂蓋倒入蒸餾水清洗清洗海綿（七）影響因素各種外界因素產(chǎn)生的波動電流對測量值影響較大,特別是靠近地面的測區(qū),應避免各種電、磁場的干擾?；炷梁蕦y值的影響較大,測測時構(gòu)件應處在自然干燥狀態(tài)?；炷帘Ｗo層電阻對測量值有一定影響,除測區(qū)表面處理要符合規(guī)定外,儀器的輸人阻抗要符合技術要求。若環(huán)境溫度在22℃±5℃范圍之外,