混凝土耐久性检测中钢筋锈蚀状况方法从原理上可分为物理方法和电化学方法两大类。物理方法包括品腐蚀量、电阻探头、声发射、涡流与磁通量、膨胀应变探头等方法,直接量测法对结构会造成一定破损,其余几种尚处于实验室研究阶段,目前应用远没有电化学方法普遍。
1.半电池电位法
该方法的原理是利用“CU+CUS04饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“CLI+CuS04饱和溶液”的电位值相对恒定,而混凝土巾钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化,根据测出电位值可以评估钢筋锈蚀状表2混凝土结构中钢筋锈蚀状况判断准则态,关于这个方法的标准最早见于美国ASTM0876-77,最近的修订于1999年完成。我国《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)附录D中规定的检测方法与锈蚀状况判定准则基本与之相同。
此种检测方法是一种定性评价方法,在操作中需注意以下几点:
①对有一定服役期的混凝土结构进行半电池电位检测时,因混凝土发生碳化,混凝土孔隙中附着的碳酸钙对测试结果有一定影响,有时刚开始会出现相当高的正值,并非是钢筋锈蚀状况的正确反映,需充分润湿半小时后,电位会逐渐移向负值;
②对侵入水中的桥梁基础或潮湿的墙壁等结构,测得的电位可能很低,但因混凝土孑L隙中充慢水而缺乏氧气,钢筋腐蚀过程也不会发生;
③测试结构附近有直流电设备运行时,会对测试结果产生影响。
2.电阻率法
硬化混凝土的导电性能是水泥浆体孔隙液巾离子流动时发生的电解过程,作为混凝土电导率倒数的电阻率,主要取决于混凝土毛细孔的饱水率、孔结构、孔隙液溶盐量等,因而它反映了混凝土饱水率和混凝土抗渗性。研究表明,混凝土电阻率与钢筋腐蚀率之间具有反比关系。因此,可以直接根据实测的混凝土电阻率数据判断钢筋腐蚀危险程度和腐蚀速率,判断准则如下:当混凝土电阻率大于100kn/cm时,即使混凝土在高氯含量或已碳化情况下腐蚀速率也极低;当混凝土电阻率在50-100kfl/cm,即钢筋活化状态下,出现低锈蚀速率;当混凝土电阻率在10-50kfl/cm,即钢筋活化状态下,出现中锈蚀速率;当混凝土电阻率小于10kfl/cm.即高锈蚀活动,电阻率已经不是锈蚀的控制因素。
3.腐蚀电流密度测定
在所有关于钢筋腐蚀的参数中,腐蚀电流密度直接反应了腐蚀速度,可以定量地描述腐蚀状况,但在现场对这个指标进行测试也是比较困难的。20世纪70年代以来,欧美等发达国家一直致力于将线性极化技术用于钢筋锈蚀电流的无损检测,并取得了成功。如美国Jamcs公司的GECOR-6测试仪,有A,B两个探头,A可用来测量腐蚀率(lcA/cm^2)、腐蚀电位Ecorr(相对铜/硫酸铜半电池电位),以及计算leorr需要的砼表面的电阻,探头B可用来测量砼电阻率、环境周围的温度及相对湿度。
现场进行锈蚀电流密度测量时,也需要润湿结构表面,并且测试时间比半电池电位要长,一般测一个点需2-10min.这是因为测试中需要迭到稳态。钢筋锈蚀速度越低,测试所需时间越长。根据锈蚀电流密度可判断钢筋锈蚀状况,判断准则如下:小于0.2yA/cm^2为低锈蚀率;0.5-1.0pLA/cm^2为中锈蚀率;1.0-1OyuA/cm^2为高锈蚀率;大于10hcA/cm^2为极高锈蚀率。
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