智能检测与监测技术-智能建造技术专02课件讲解

主讲人：白媛丽智能检测与监测技术智能建造技术专业资源库知识点锈蚀程度的检测锈蚀程度的检测钢筋锈蚀的原因1钢筋锈蚀程度的检测方法2课程目标思政目标引导学生在工程建设中要精心组织，严格把关，顾全大局，不为自身和小团体的利益而降低对工程质量的要求了解混凝土中钢筋发生锈蚀的原因，掌握钢筋锈蚀检测技术知识目标具有能正确使用相关方法检测钢筋锈蚀程度的能力能力目标世界范围内，每年由于混凝士土中钢筋锈蚀问题所造成的损失十分巨大。美国每年由于混凝土钢筋锈蚀造成的各类损失达280亿美元。由于冬季撒盐除雪，英国1972年建造的11座钢筋混凝土高架桥，在使用两年后就发现混凝土顺筋膨胀的现象，30年内累计耗费维修费用接近工程造价的6倍。锈蚀程度的检测20世纪50年代，我国北方冬期施工时为使混凝土早强而人为添加氯盐的做法，致使许多建筑物因钢筋锈蚀严重未及设计使用年限即告破坏。我国沿海区域建设的公路桥梁受海洋环境侵蚀，加之重载车辆来往频繁，许多桥梁在10年左右即出现严重的损伤开裂和钢筋锈蚀。锈蚀程度的检测水泥水化过程中，氧化钙与水反应会生产氢氧化钙，致使混凝土孔隙中含有大量的氢氧根离子，呈现高碱性，pH值可达12.5~13.5。此时，混凝土中的氢氧化钙提供的碱性环境，在钢筋表面形成了一层钝化膜，使钢筋相对于中性与酸性环境下更不易腐蚀。但现实中，这种钝化膜容易受到破坏，此时，若混凝土中钢筋再同时满足一定条件，钢筋腐蚀现象就会发生。锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

一般认为，导致钢筋腐蚀发生的外部因素包括以下三个方面：(1)钢筋表面存在电势差，不同区段间形成阴极阳极(2)阳极区段钢筋表面处于活化状态，阳极发生化学反应，生成亚铁离子2Fe—4e－→2Fe2+(3)混凝土内存在水分和溶解氧，阴极发生化学反应后，生成氢氧根离子2H2O+O2+4e－→4OH－锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

混凝土各处碱度差异性、钢筋中的碳或其他合金元素的偏析以及钢筋内部应力残留，均会造成钢筋表面电势差的存在。同时，钢筋混凝土结构受气候或环境影响，使用过程中或多或少不可避免地受水浸润，故存有水分和溶解氧。可以说，在一定程度上条件(1)和条件2总是满足的。锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

因此，一旦钢筋表面钝化膜破坏，阳极产物亚铁离子与阴极产物氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁，此产物再与水发生氧化反应生成氢氧化铁，氢氧化铁进一步氧化形成疏松易剥落的铁锈体，包括约4倍于原体积的红锈体，和约2倍于原体积的黑锈体。铁锈体积增加会挤压周边混凝土，引起混凝土沿钢筋方向开裂，即所谓的顺筋开裂。2Fe2＋+4OH－→2Fe(OH)2Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

开裂后的混凝土，由于水分更易进入将加速内部钢筋的进一步腐蚀，所以，防止混凝土开裂是防止钢筋锈蚀的关键。锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

氯离子是极强的阳极活化剂，由于氯离子先通过混凝土保护层的薄弱处渗透，且逐步积累于钢筋表面，对其钝化膜的破坏往往是局部的，常称为点蚀(或坑蚀)。这就形成了小阳极，而此时钢筋表面的大部分仍具有钝化膜，成为大阴极。而且氯离子这一极强的去钝化剂，在诱发点蚀和点坑发展的过程中，几乎是不消耗的，仅起到催化剂或媒体的作用。锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

钢筋混凝土结构中的氯离子来源主要有两类一是由于拌和混凝土，或管道灌浆时混入二是则是从外部环境渗透进入例如海洋、化工生产等环境中氯离子更容易侵入钢筋混凝土结构中。锈蚀程度的检测一、钢筋锈蚀的原因

钢筋锈蚀检测方法，包括裂缝观察法、取样检测法和自然电位法。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

钢筋锈蚀部分的体积将膨胀为原来的2.2倍，随着腐蚀的加剧，体积迅速增加，导致混凝土保护层膨胀开裂，梁、挂角部易受两个方向有害介质的侵蚀，所以一般沿梁、柱角部纵向主筋首先出现顺筋裂缝，如此时不及时加以处理，还将出现沿锈蚀箍筋的横向裂缝，裂缝宽度与锈蚀严重程度正相关。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

钢筋混凝土构件上出现顺筋裂缝时，钢筋的锈蚀程度可依据下式进行估算:λ为钢筋截面损失率，as为混凝土构件的保护层厚度，fcu为混凝土立方体抗压强度，d为钢筋直径。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

取样法则指的是凿开混凝土的保护层，观察并测定保护层厚度、钢筋位置、钢筋数量及锈蚀等情况，钢筋的残余直径可用游标卡尺测量，测量前应清除锈层使钢筋露出金属光泽，当钢筋锈蚀严重以至于需要对该构件承载力进行校核时，应截取钢筋试样进行抗拉试验，或测定钢筋的残余截面率。测定残余截面率过程如下，首先是精确测量试样的长度，在氢氧化钠溶液中通电除锈，并测出除锈后试样的残余质量，残余质量与该种钢筋公称质量之比值即为钢筋的残余截面率。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

电位差法则是利用电化学原理，采用钢筋与混凝土表面的电位差来表征钢筋锈蚀程度的一种检测方法。其原理是，当混凝土中钢筋锈蚀时，钢筋表面便有腐蚀电流，钢筋表面则与混凝土表面之间存在电位差，电位差的量值与钢筋的锈蚀程度相关。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

运用电位测量装置测得钢筋表面与混凝土表面之间的电位差及其分布，可大致判断钢筋锈蚀的范围及其严重程度。电位差法可用作对整个结构成构件中的钢筋进行全面检测，其结果可用来作定性参考，定量分析可能存在较大偏差。锈蚀程度的检测二、钢筋锈蚀程度的检测方法

通过本次课程，我们学习了钢筋锈蚀程度检测。钢筋锈蚀是降低结构耐久性和钢筋承载力的重要因素，因此，对钢筋进行锈蚀检测就显得尤为重要。故了解发生钢筋锈蚀的原因，影响钢筋锈蚀的因素，防止钢