鋼筋銹蝕儀的檢測方法介紹

　　導讀：鋼筋腐蝕測量儀是一種重要的腐蝕檢測和電化學測量儀器，在電極過程動力學、電分析、電解、電鍍、金屬相分析，金屬腐蝕速度測量和各種腐蝕與防腐研究，以及電化學保護參數測試等方面具有廣泛的用途。
　　
　　可以獨立使用，也可輔以X-Y記錄儀，直流示波器對數轉換器，信號發生器等進行多種動態和靜態，暫態的實驗測量，適于工廠企業，科研院所和高等院校從事工業檢測，失效分析，科學研究，教學實驗和新產品開發及各種測量之用。
　　
　　對結構混凝土中的鋼筋銹蝕程度進行非破損檢測，在發生銹蝕和引起重大事故前預先發現。
　　
　　一、鋼筋銹蝕檢測要點
　　
　　在鋼筋銹蝕的現場檢測中，要綜合各方面的因素進行考慮。
　　
　?、僦車h境的調查。對于鋼筋銹蝕的結構，應對其所處的地理位置、氣候特點、周邊環境等進行仔細調查，包括是否地處沿海地帶，周圍是否建有化工廠，有無工業廢氣、廢料、廢渣的排放等。
　　
　?、谑┕み^程的調查。真實準確地了解混凝土結構的整個施工過程，是調查鋼筋銹蝕起因的重要環節，具體包括混凝土的水泥安定性是否合格；施工用的水、砂、石和外加劑是否含有超標的化學物質；集料的雜質含量是否過大；施工用料有否混合堆放；鋼筋綁扎前有無明顯銹蝕現象。
　　
　?、蹣嫾蓟疃鹊臋z測。這是判斷鋼筋銹蝕起因和衡量混凝土密實度的重要參數。對于大面積鋼筋銹蝕的工程，應增加對各類構件碳化深度值的采集數量，使鋼筋銹蝕部位的碳化深度值能與正常值作明確對比。
　　
　?、軜嫾芽p的檢測。由于鋼筋銹蝕通常在表面混凝土開裂或脫落后才被發覺，而不同的起因會使混凝土裂縫具有各種不同的特征，現場檢測時應對裂縫的種類作出初步判斷，如是氯離子含量超標所導致，則裂縫的走向應是沿鋼筋方向開裂；如因堿集料反應所導致，則鋼筋外露銹蝕時裂縫會呈不規則龜裂狀；現場施工處理不當的，會形成有缺陷的施工裂縫。
　　
　?、蒌摻钿P蝕狀況的普查。當建筑物構件中發生大面積鋼筋銹蝕時，應根據不同的方位、使用功能和使用情況，對各種鋼筋的銹蝕程度采用分級評估的方式進行普查和統計，以作為結構修復的重要依據，并分析獲得鋼筋銹蝕構件的分布規律。
　　
　?、掬摻詈突炷恋牟杉?。在鋼筋銹蝕的各類混凝土構件中，選擇銹蝕程度較嚴重且非主要受力部位的鋼筋將其替換，以檢查鋼筋的化學性能對鋼筋銹蝕處的混凝土也應進行取樣，為實驗室的各類化學分析提供試樣。
　　
　　二、現場檢測技術
　　
　?、黉摻钿P蝕檢測方法的綜合分析
　　
　　混凝土中鋼筋銹蝕的非破損檢測方法有分析法、物理法和電化學方法3大類。分析法根據現場實測的鋼筋直徑、保護層厚度、混凝土強度、有害離子的侵人深度及其含量、縱向裂縫寬度等數據，綜合考慮構件所處的環境情況，以推斷鋼筋銹蝕程度。
　　
　?、?strong>鋼筋銹蝕程度檢測
　　
　　電池電位法是1950年代以來應用廣泛的鋼筋銹蝕檢測方法，一直被用來評定混凝土中鋼筋的銹蝕情況。其基本原理閉是，在陽極和陰極區之間一定存在著電位差以使電子流動并導致鋼筋的銹蝕。通過測量鋼筋和一個放在混凝土表面的半電池(參比電極)之間的電位差來預測鋼筋可能的銹蝕程度。
　　
　　三、鋼筋銹蝕速率檢測
　　
　?、倩炷岭娮铏z測法
　　
　　混凝土電阻檢測法是用來檢測鋼筋在混凝土內部腐蝕速率的一種方法。其檢測原理是：由于腐蝕是一個電化學過程，它包括以離子形式流動于陽極與陰極反應區域之間的混凝土的電流；鋼筋失鈍化以后，其銹蝕速度既依賴于氧氣對陰極反應的供應，也依賴于混凝土的電阻，它決定了離子在陰陽極之間的轉移速度；而混凝土電阻又依賴于混凝土微觀結構和水飽和度，混凝土的電阻越大，則離子電子流越低，腐蝕速率越低。
　　
　?、诰€性極化法
　　
　　在研究混凝土中鋼筋腐蝕速率的電化學方法中，線性極化法是簡單的一種。該方法儀器簡便，測量速度快，而且結果容易處理，非常適合現場使用。此法主要基于Stem一Geary公式，在被測鋼筋外加一恒定電位，在保證擾動信號足夠的條件下使電壓與電流之間滿足線性關系，即對混凝土中鋼筋加一個很小的電化學擾動并測量其反應，從所測反應可以得到受擾動鋼筋的銹蝕速率。運用擾動來測量銹蝕速率的常用方法是線性極化電阻法。
　　
　　根據已有的研究成果及實際檢測經驗，在用線性極化法進行現場檢測時，需要注意以下問題:l)混凝土保護層/砂漿保護層造成的歐姆降對極化電阻的測試有較大影響，尤其當其處于不飽和水狀態時。因此，應根據混凝土/砂漿的水灰比，使其充分濕潤一定的時間，不至于低估了銹蝕速率。2)線性極化的電位掃描速率對檢測結果有一定的影響，隨著掃描速率的增大，腐蝕速率增大一般可采用10mw/min左右的掃描速率。3)受到極化的被測鋼筋表面很難估測，通?？捎枚屋o助電極限制一次輔助電極的電力線，使受到極化的鋼筋局限在一次輔助電極的正下方。
　　
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　　交流阻抗法的基本原理是:基于混凝土一鋼筋的簡化模型，通過在不同頻率上外加小幅交流電壓(電流)信號，從電壓(電流)響應來對鋼筋的銹蝕情況進行測量鋼筋混凝土界面是一種復雜的界面，往往因為濃度差極化或界面的不均勻使阻抗與頻率的函數關系變得十分復雜。即便只考慮混凝土材質本身的不均勻性，也會使阻抗譜明顯有別于簡單的鋼筋溶液界面，故求解動力學參數困難。這種方法目前尚處試驗階段。
　　
　　通過對比可知，線性極化法給出的信息量大、銹蝕速率較為可靠，儀器相對廉價，操作簡單，耗時短，技術成熟。目前，基于線性極化技術開發的無損檢測設備，已經開始得到廣泛應用，但是這些檢測設備所得到的結果差別比較大，通常需通過其他方法(如失重法)進行校核，給工程技術人員準確判斷鋼筋銹蝕的狀況帶來不便。盡管還有諸多問題有待解決，線性極化法仍是簡便易行適合現場檢測條件的鋼筋銹蝕速率的無損失檢測技術。