无损检测技术 课件 1.5.2钢筋锈蚀检测

无损检测技术钢筋锈蚀电位的检测与判定CONTENTS认识钢筋锈蚀半电池电位法原理一二目录二三二半电池电位法测试方法与影响因素二四钢筋锈蚀电位的一般判定标准一、认识钢筋锈蚀钢筋混凝土结构物的耐久性问题越来越引起人们的重视,而钢筋锈蚀则是影响结构物耐久性的主要因素之一，随着工业污染及建筑结构的老化，钢筋锈蚀问题越来越突出,直接影响到结构物的安全使用。

硅酸盐水泥在水化过程中产生一定的碱，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之间,另一部分则沉淀于混凝土的微孔中,处于强碱环境中的钢筋,其表面生成致密氧化膜,使钢筋处于钝化状态,同时混凝土对钢筋也起着物理保护作用。但是从热力学的观点来看,钢筋的钝化是不稳定的，钝化状态的保持具有一定的条件,一旦条件改变,钢筋便由钝化状态向活化状态转变。

混凝土通常具有连续贯通的毛细孔隙,起初这些毛细孔隙被水泥水化过程中所产生的自由水和固Ca(0H)2所填塞,但是,暴露在空气中的混凝土随着时间的推移,会逐渐释放一部分自由水,在干燥过程中,混凝土中的水分挥发,其原来占有的孔隙空间就会被空气所填补,通常空气中包含着大量的CO2和酸性气体,它们能与混凝土中的碱性成分起反应,大气中的CO2、SO2,、SO3,能中和混凝土中的Ca(OH)2:这就是我们所说的混凝土碳化。

混凝土碳化会使得混凝土的pH值降低，当pH值小于11时,混凝土中钢筋表面的致密钝化膜就被破坏,不仅如此,CaSO3、CaSO4,还会与水泥水化产物中的水化铝酸钙反应,生成物体积增大,从而使混凝土胀裂,这就是硫酸盐侵蚀破坏。常说的碱性集料反应或者叫碱性反应破坏机理,也与此相似。当混凝土中的碱浓度超过一定临界值后,集料中活性矿料就会起化学反应而生成一种凝胶,而这种凝胶往往是吸水膨胀的,一旦混凝土遭受水的侵蚀,就使凝胶膨胀,从而产生过高的内应力,导致混凝土胀裂,这样一来就加快了混凝土的表面剥落。一旦钢筋表面钝化膜局部破坏或变得致密度差,即不完整,则钝化膜处就会形成阳极,而周围钝化膜完好的部位构成阴极,从而形成了若干个微电池。虽然有些微电池处于抑制状态，但在一定条件下可以激化,从而使其处于活化状态发生氧化还原反应,这样就造成钢筋的锈蚀,宏观上混凝土和握裹其中的钢筋形成半电池,而我们也正是通过检测以上所述的处于活化状态的钢筋锈蚀半电池电位来判断当下混凝土内的钢筋锈蚀活化程度。二、半电池电位法原理半电池电位法是利用混凝士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。通过测定钢筋混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小,来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。三、半电池电位法检测方法与影响因素（一）检测目的此方法用于检测混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。已经干燥到绝缘状态的混凝土或已发生脱空层离的混凝土表面,测试时不能提供稳定的电回路,不适用本方法。对特殊环境,如海水浪溅区、处于盐雾中的混凝土结构等,不具有普遍适用性。（二）检测范围锈蚀状况检测范围主要承重构件或承重构件的主要受力部位位0201根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位（三）检测规程采用住建部JTJ/T152-2008（四）检测设备技术要求1.参考电极(半电池)a.本方法参考电极为铜/硫酸铜半电池。b.铜/硫酸铜参考电极温度系数:0.9mV/℃2.二次仪表的技术性能要求:(1)测量范围大于1V。(2)准确度优于0.5%土1mV。(3)输人电阻大于1010欧姆。(4)仪器使用环境条件:环境温度0---+40℃;相对湿度≤95%。便携式硫酸铜参比电极接触液为使铜/硫酸铜电极与混凝土表面有较好的电接触,可在水中加适量的家用液态洗涤剂对被测表面进行润湿,减小接触电阻与电路电阻。0403导线总长不应超过150m,一般选择截面积大于0.75mm2的导线,以使在测试回路中产生的电压降不超过0.1mV。05使用情况在使用接触液后仍然无法得到稳定的电位差时,应分析是否为电回路的电阻过大或是附近存在与桥梁连通的大地波动电流,在以上情况下,不应使用半电池电位法（四）检测设备技术要求（五）检测准备工作1.配置硫酸铜溶液：将硫酸铜中注入蒸馏水，用力摇晃，看到瓶底有明显的颗粒说明达到饱和，做好标签。便携式硫酸铜参比电极便携式硫酸铜参比电极便携式硫酸铜参比电极便携式硫酸铜参比电极便携式硫酸铜参比电极2.采用钢筋探测仪检测钢筋的分布情况,并应在适当位置剔凿出钢筋;

（六）检测步骤1.测区的选择与测点布置(1)钢筋锈蚀状况检测范围应为主要承重构件或承重构件的主要受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位。但测区不应有明显的锈蚀胀裂、脱空或层离现象。(2)测区面积不应大于5mX5m，并应按确定第二位置尽心编号，每个测区应采用矩阵式（行、列）布置测点，依据被测结构及构件尺寸，宜用10cmX10cm---50cmx50cm划分网格,根据构件尺寸而定,测点位置距构件边缘应大于5cm,-般不宜少于30个测点。步骤2.测区混凝土应预先充分浸湿。

可在饮用水中加入适约2%家用液态洗涤剂配制成导电溶液,在测区混凝土表面喷酒,半电池的电连接垫与混凝土表面测点应有良好的耦合。半电池电位的检测应按下列步骤进行:步骤

3.连接处的钢筋表面应除锈或清除污物,并保证导线与钢筋有效连接;

半电池电位的检测应按下列步骤进行:

步骤仪器连接：仪器连接：连接硫酸铜电极金属电极夹，夹在除锈钢筋上连接金属电极与设备连接逐点测试湿润多孔棉塞测区点距设置步骤双电极测试：取出双电极，注入硫酸铜溶液测区设置选择梯度测试连接电极拧开电极保护盖测试连接电极步骤清洗电极：二）步骤倒出硫酸铜溶液清洗电极底、顶盖倒入蒸馏水清洗清洗海绵（七）影响因素各种外界因素产生的波动电流对测量值影响较大,特别是靠近地面的测区,应避免各种电、磁场的干扰。混凝土含水率对测值的影响较大,测测时构件应处在自然干燥状态。混凝土保护层电阻对测量值有一定影响,除测区表面处理要符合规定外,仪器的输人阻抗要符合技术要求。若环境温度在22℃±5℃范围之外,