混凝土结构质量检测技术-混凝土中钢筋锈蚀检测

混凝土中钢筋锈蚀病害及原因分析一、混凝土中钢筋锈蚀的病害一、混凝土中钢筋锈蚀的病害一、混凝土中钢筋锈蚀的病害水泥石碳化混凝土碳化与钢筋锈蚀钢筋锈蚀已成为影响混凝土结构耐久性的首要因素一、混凝土中钢筋锈蚀的病害1985年，美国各类腐蚀引起损失达1680亿美元，钢筋锈蚀占40%左右；我国交通部门于1980年对华南地区18座码头调查的结果发现：80%以上在使用不到20年间就出现了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏；北京西直门旧立交桥仅运行18年就拆除重建，沈阳文化路大立交桥使用13年后因钢筋锈蚀严重破坏，哈大公路，在建成5年后混凝土出现严重的顺筋胀裂和剥落。

开裂锈蚀膨胀22混凝土表面应力应力钢锈

破坏裂缝

钢筋

二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理钢筋锈蚀产生膨胀压力，导致混凝土胀裂破坏。二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理疏松铁锈层对钢筋与混凝土界面的润滑作用钢筋应力集中钢筋有效面积减小钢筋横肋锈损腐蚀产物体积膨胀钢筋腐蚀承载力下降安全性降低钢筋与混凝土粘结性能退化保护层开裂、剥落二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理1钢筋锈蚀破坏的特征钢筋断面损失以局部腐蚀为主，均匀腐蚀较少。混凝土顺钢筋开裂、剥落、脱层。开裂剥落分层二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理2凝土中钢筋锈蚀的原因1原电池反应阴极反应:2H++2e-=H2↑阳极反应电流铜（阴极）锌（阳极）1)阴极、阳极和电位差；腐蚀电池必备Yt条件2)离子通路(电解质)；3)电子通路。电解质溶液二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理2钢筋微电池腐蚀阳极阴极Fe-2e=Fe++

（氧化反应）阳极反应O2+2H2O+4e→4OH-（还原反应）阴极反应2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2(伴有电流)综合反应Fe(OH)2+O2+2H2O→Fe(OH)3→Fe2O3·nH2O（铁锈）/CO2CO2钢筋表面脱钝导致钢锈钢筋钝化层二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理3混凝土中性化导致锈蚀（pH≤10.5）混凝土的高碱性环境中，PH值大于12.5，Fe(OH)2被氧化成致密的钝化层。pH=9.88，开始形成钝化膜，pH=11.5，钝化膜才能完全覆盖钢筋表面。腐蚀宏观电池混凝土腐蚀坑钢筋钝化层钢筋二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理4氯盐导致钢筋锈蚀(Cl-/OH-≥0.6)二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理海水侵蚀氯离子侵蚀二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理开裂造成钢筋预应力损失钢筋外露箱梁底板底面表面粗糙，不密实区域开裂，水和其它离子进入二、混凝土中钢筋锈蚀破坏机理保护层过薄,钢筋锈蚀混凝土中钢筋锈蚀检测及维修一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法无损检测目的破损检测方法分析推测法基于材料、环境、荷载综合因素基础上进行分析。无损检测方法电化学法、物理法等。一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法11半电池电位检测原理利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态，可通过测量铜－硫酸铜参考电极与钢筋－混凝土电极之间电位差确定。ResmV372.0Cu/CuSO4

半电池多孔木塞电流Fe->Fe2++2e-高灵敏度万用表测量钢筋不同部位电极电位，电位差越大，腐蚀速率越快。

一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法12半电池电位值评估钢筋锈蚀程度的判据依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTGTJ21-2011）评定标度值电位水平（mV）钢筋状态10~200无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定2-200~-300有又是活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀3-300~-400有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90%4-400~-500有锈蚀活动性，严重锈蚀可能性极大5＜-500构件存在锈蚀开裂区域备注1、表中电位水平为采用铜-硫磺酸电极时的量测值；2、混凝土湿度对量测值有明显影响，量测时构件应为自然状态，否则不能使用此评定标准。一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法13半电池电位检测法：检测仪器主机延长线电位电源金属电极连接杆一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法14半电池电位检测法技术要点钢筋位置测区面积不宜大于5m＊5m，测区按网格状划分测点，网格尺寸宜为100mm＊100mm——500mm＊500mm，网格节点为电位测点，每种条件的测区数量不宜少于3个；测区中的测点数不宜少于20个，测点与构件边缘的距离应大于50mm。（1）测区与测位——测点单位：cm一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法1（2）电位仪的连接半电池测定仪的一端与钢筋连接若钢筋露在外面，可以方便的连接。否则，需要利用钢筋定位仪确定出一根钢筋的位置，剔除保护层后使钢筋外露，再进行连接。要求打磨钢筋表面，除去锈斑，并要保证仪器钢筋连接点处与测点的钢筋连通，使电路闭合，必要时可以用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻值。半电池测定仪的另一端与混凝土表面接触测点混凝土表面应平整、清洁、无涂料、浮浆、污物或灰尘等；测区混凝土预先充分浸湿，保证电连接垫与混凝土表面良好耦合，测试时要求混凝土保持湿润。一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法凿开钢筋电位测试一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法电位读数变动不超过2mV，同一测点、同一支参考电极重复读数差异不得超过10mV。同一测点、不同参考电极重复读数差异不得超过20mV。（3）测试测点的电位当环境温度超出（22±5）℃时，应记录环境温度，并进行如下温度修正。（4）应避免外界各种因素产生的电流的影响式中：

一、混凝土钢筋锈蚀的检测方法（5）电位仪法注意事项01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。02电化学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。03电化学法是对锈蚀状态概率的测定，但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。二、钢筋锈蚀的预防措施混凝土表面处理阻锈剂钢筋涂层电化学保护法二、钢筋锈蚀的预防措施混凝土表面处理1表面渗透型防水涂层普通水泥砂浆层5~20mm厚，减缓碳化，用于轻弱侵蚀性环境；可以采用聚合物改性水泥砂浆层。表面涂层沥青、煤焦油类；油漆类；防水涂料；树脂类涂料，如环氧树脂、己烯基树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等。二、钢筋锈蚀的预防措施能抑制或减轻混凝土中钢筋锈蚀的外加剂。分为三类阳极型阻锈剂阴极型阻锈剂综合型阻锈剂主要作用于阳极区，提高钝化膜抵抗Cl-的渗透性来抑制钢筋锈蚀的阳极过程。最常用的阳极型阻锈剂2二、钢筋锈蚀的预防措施钢筋涂层(环氧树脂涂层钢筋)3用黏性环氧涂层包裹钢筋，与钢筋紧密胶结在一起，阻止了阳极反应。电化学保护法4根据腐蚀电池原理，强制使钢筋成为原电池阴极而受到保护不发生锈蚀的一种防锈技术。三、混凝土钢筋锈蚀维修北京北四环健翔桥防撞墩修复案例健翔桥是北京北四环换乘道路上的一座主要的桥梁，该桥自从开始使用到现在一直饱受汽车尾气中SO2等有害气体、冬天化雪用的化雪盐中含有大量的Cl-等有害离子的侵蚀，致使该桥的防撞墩出现了大量的钢筋锈蚀、保护层开裂等不同程度的破坏。三、混凝土钢筋锈蚀维修材料钢筋保护剂MucisSteelProtection表面型迁移性阻锈剂MuCismia200修补砂浆MuCisBS39混凝土表面加强防水剂TECNO