混凝土耐久性檢測中鋼筋銹蝕狀況方法從原理上可分為物理方法和電化學方法兩大類。物理方法包括品腐蝕量、電阻探頭、聲發射、渦流與磁通量、膨脹應變探頭等方法,直接量測法對結構會造成一定破損,其余幾種尚處于實驗室研究階段,目前應用遠沒有電化學方法普遍。
1.半電池電位法
該方法的原理是利用“CU+CUS04飽和溶液”形成的半電池與“鋼筋+混凝土”形成為半電池構成一個全電池系統。由于“CLI+CuS04飽和溶液”的電位值相對恒定,而混凝土巾鋼筋因銹蝕產生的化學反應將引起全電池的變化,根據測出電位值可以評估鋼筋銹蝕狀表2混凝土結構中鋼筋銹蝕狀況判斷準則態,關于這個方法的標準最早見于美國ASTM0876-77,最近的修訂于1999年完成。我國《建筑結構檢測技術標準》(GB/T50344-2004)附錄D中規定的檢測方法與銹蝕狀況判定準則基本與之相同。
此種檢測方法是一種定性評價方法,在操作中需注意以下幾點:
①對有一定服役期的混凝土結構進行半電池電位檢測時,因混凝土發生碳化,混凝土孔隙中附著的碳酸鈣對測試結果有一定影響,有時剛開始會出現相當高的正值,并非是鋼筋銹蝕狀況的正確反映,需充分潤濕半小時后,電位會逐漸移向負值;
②對侵入水中的橋梁基礎或潮濕的墻壁等結構,測得的電位可能很低,但因混凝土孑L隙中充慢水而缺乏氧氣,鋼筋腐蝕過程也不會發生;
③測試結構附近有直流電設備運行時,會對測試結果產生影響。
2.電阻率法
硬化混凝土的導電性能是水泥漿體孔隙液巾離子流動時發生的電解過程,作為混凝土電導率倒數的電阻率,主要取決于混凝土毛細孔的飽水率、孔結構、孔隙液溶鹽量等,因而它反映了混凝土飽水率和混凝土抗滲性。研究表明,混凝土電阻率與鋼筋腐蝕率之間具有反比關系。因此,可以直接根據實測的混凝土電阻率數據判斷鋼筋腐蝕危險程度和腐蝕速率,判斷準則如下:當混凝土電阻率大于100kn/cm時,即使混凝土在高氯含量或已碳化情況下腐蝕速率也極低;當混凝土電阻率在50-100kfl/cm,即鋼筋活化狀態下,出現低銹蝕速率;當混凝土電阻率在10-50kfl/cm,即鋼筋活化狀態下,出現中銹蝕速率;當混凝土電阻率小于10kfl/cm.即高銹蝕活動,電阻率已經不是銹蝕的控制因素。
3.腐蝕電流密度測定
在所有關于鋼筋腐蝕的參數中,腐蝕電流密度直接反應了腐蝕速度,可以定量地描述腐蝕狀況,但在現場對這個指標進行測試也是比較困難的。20世紀70年代以來,歐美等發達國家一直致力于將線性極化技術用于鋼筋銹蝕電流的無損檢測,并取得了成功。如美國Jamcs公司的GECOR-6測試儀,有A,B兩個探頭,A可用來測量腐蝕率(lcA/cm^2)、腐蝕電位Ecorr(相對銅/硫酸銅半電池電位),以及計算leorr需要的砼表面的電阻,探頭B可用來測量砼電阻率、環境周圍的溫度及相對濕度。
現場進行銹蝕電流密度測量時,也需要潤濕結構表面,并且測試時間比半電池電位要長,一般測一個點需2-10min.這是因為測試中需要迭到穩態。鋼筋銹蝕速度越低,測試所需時間越長。根據銹蝕電流密度可判斷鋼筋銹蝕狀況,判斷準則如下:小于0.2yA/cm^2為低銹蝕率;0.5-1.0pLA/cm^2為中銹蝕率;1.0-1OyuA/cm^2為高銹蝕率;大于10hcA/cm^2為極高銹蝕率。
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