鋼筋銹蝕儀檢測又稱半電池電位法，是指利用混凝土中的電化學(xué)反應(yīng)引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態(tài)。鋼筋銹蝕儀一端連接從混凝土中剝離出來的鋼筋，另一端用半電池探頭接觸混凝土表面。檢測時，如設(shè)備讀取的電位差較大，說明因鋼筋銹蝕引起的離子流動活躍，判定鋼筋隨時程度較為嚴(yán)重，根據(jù)不同的電位水平評定鋼筋銹蝕電位的評定標(biāo)度1-5，銹蝕程度越嚴(yán)重評定標(biāo)度越高。
研究表明，砼結(jié)構(gòu)水化產(chǎn)生的強(qiáng)堿性環(huán)境會使鋼筋表面生成一種致密的鈍化膜，鈍化膜對鋼筋具有保護(hù)作用。然而，侵蝕性介質(zhì)的入侵會改變鋼筋周圍的強(qiáng)堿性環(huán)境，造成孔隙液pH值降低，進(jìn)而誘發(fā)鋼筋的電化學(xué)腐蝕。侵蝕性介質(zhì)引發(fā)的鋼筋銹蝕被稱為鋼筋砼結(jié)構(gòu)的癌癥，潛伏期長，病發(fā)初期沒有任何征兆，等到發(fā)現(xiàn)裂縫、砼保護(hù)層崩落等病害特征時，鋼筋銹蝕已經(jīng)處于加速期或破壞期。
當(dāng)電介質(zhì)溶液的pH值小于4時，腐蝕表現(xiàn)為酸蝕;而pH值為4~10時，腐蝕即為銹蝕;當(dāng)pH值大于10時，鋼筋表面開始生成一層溶解度很小的鈍化膜，這時腐蝕的速度很低;pH值接近12時，這層保護(hù)膜變得非常致密穩(wěn)定，使陽極反應(yīng)難以進(jìn)行，銹蝕停止。硅酸類水泥在凝結(jié)硬化時，大量生成的氫氧化鈣以及水泥中含有的硝、鉀、氧化物等能使砼中的溶液呈現(xiàn)強(qiáng)堿性，其pH值可達(dá)到12.5,處于砼中的鋼筋會發(fā)生鈍化。如果砼保護(hù)層不發(fā)生破壞，鋼筋是不會發(fā)生銹蝕的。
鋼筋銹蝕需滿足3個條件
1鋼筋表面存在電位差;
2陽極區(qū)段的鋼筋表面處于活化狀態(tài);
3存在氧氣和水。
由于鋼筋鈍化膜的存在，阻隔了氧氣的進(jìn)入。而鈍化膜一旦破壞，就存在了水和溶解氧，電化學(xué)腐蝕就發(fā)生了。電 化學(xué)反應(yīng)生成氧化鐵，這樣下面的鐵成為陰極更加劇了電化反應(yīng)的進(jìn)行。另外，氧化鐵會進(jìn)一步氧化生成一種疏松的、易剝落的沉積物–鐵銹，它表現(xiàn)為體積膨脹 (是原來體積的2-6倍)，銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹導(dǎo)致砼保護(hù)層開裂甚至剝落。
對混凝土中鋼筋銹蝕狀況的判斷與檢測可分為：鋼筋銹蝕可能性判斷、鋼筋銹蝕率或鋼筋銹蝕速率的檢測，具體可以根據(jù)構(gòu)件狀況、現(xiàn)場測試條件和測試要求，選用自然電位法、混凝土電阻法、電流密度法、銹脹裂縫法或破損檢測等多種檢測方法進(jìn)行檢測和判斷。
1、自然電位法
對于混凝土表面完好、未發(fā)現(xiàn)有銹跡和銹脹裂縫的構(gòu)件，但有理由懷疑混凝土中鋼筋可能已經(jīng)銹蝕時(如檢測發(fā)現(xiàn)混凝土的碳化深度超過混凝土保護(hù)層厚度)，房屋安全鑒定員可以采用自然電位法或混凝土電阻法對混凝土中的鋼筋銹蝕情況進(jìn)行初步判斷。
2、混凝土電阻法
房屋安全鑒定員采用混凝土電阻法檢測時，可根據(jù)實(shí)測混凝土電阻率或檢測設(shè)備的操作規(guī)程，定性判斷混凝土中鋼筋銹蝕的可能性。
3、電流密度法
采用電流密度檢測時，可根據(jù)實(shí)測電流密度計算鋼筋銹蝕深度。
4、銹脹裂縫法
對于已經(jīng)銹脹開裂的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可根據(jù)銹脹裂縫寬度按式推算鋼筋銹蝕深度，但宜用直接破型法進(jìn)行校核和修正。
5、破損檢測法
破損檢測時宜選擇保護(hù)層空鼓、銹脹開裂或剝落等鋼筋銹蝕嚴(yán)重的部位，房屋安全鑒定員根據(jù)銹蝕鋼筋的有效截面積和銹前公稱截面積計算鋼筋的截面銹損率，或根據(jù)銹蝕鋼筋凈重和銹前公稱質(zhì)量計算鋼筋的失重率。
( 1) 增加保護(hù)層厚度。
可以推遲由碳化引起的鋼筋銹蝕; 還可以減緩氧氣擴(kuò)散，減慢由氧氣擴(kuò)散控制的鋼筋銹蝕; 同時還可以減緩氯離子 在混凝土中的滲透量。
(2) 適當(dāng)增加混凝土的攪拌時間和振搗力度等。
最大限度提高混凝土的密實(shí)度，降低混凝土的孔隙率，減緩混凝土 的碳化速度，減緩有害離子的傳遞速度甚至可以阻止有害離子的擴(kuò)散。
(3) 控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量。
在混凝土中摻入適宜 的減水劑，減小混凝土中水的含量。
(4) 添加鋼筋阻銹劑。
鋼筋阻銹劑是混凝土外加劑的一種，添加鋼 筋阻銹劑是鋼筋銹蝕長期防護(hù)的有效措施之一，摻入混凝土或灌漿中能提高混凝土結(jié)構(gòu)自身的保護(hù)能力，使鋼筋表面的鈍化膜更為完整、致 密。但是，必須注意的是采用阻銹劑同時應(yīng)使用低滲透性混凝土，以防止阻銹劑流失。
(5) 環(huán)氧涂層鋼筋。
常用的鋼筋表面涂層有環(huán)氧樹脂涂層和鍍鋅 等，其中環(huán)氧樹脂涂層鋼筋應(yīng)用較為廣泛，它是在鋼筋表面涂保護(hù)膜，隔離鋼筋與腐蝕介質(zhì)的接觸。可以與鋼筋阻銹劑聯(lián)合使用，但在復(fù)雜 的交叉部位，鋼筋彎曲時存在較大的應(yīng)力，會影響到環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的粘結(jié)性，則不宜使用環(huán)氧涂層鋼筋。
(6) 陰極保護(hù)。
陰極保護(hù)常作為一種補(bǔ)助措施來防止混凝土中鋼 筋的腐蝕。陰極保護(hù)可以應(yīng)用外加電流的方法，也可以將比鐵更活潑的金屬與鐵相連。但是陰極保護(hù)應(yīng)在克服其自身缺陷的條件下采用， 否則也會加速鋼筋的銹蝕，起到負(fù)面的作用。
(7) 混凝土外涂層。
混凝土表面涂層是降低氯離子滲透速度和混凝 土碳化速度的有效輔助措施?；炷镣馔繉踊旧峡梢苑譃榍秩胄秃透綦x型兩種，它可以包括薄涂層、復(fù)合型涂層或厚涂層、滲透型涂層等。
(8) 采用高強(qiáng)度混凝土。
高強(qiáng)度混凝土可以降低氯離子在混凝土 中的滲透速率，同時還可以增加混凝土的電阻率增加，延遲腐蝕的開始和降低腐蝕開始后的速率。
1、預(yù)熱：接通電源，預(yù)熱 15 分鐘，以使儀器工作在穩(wěn)定狀態(tài)。
2、校準(zhǔn)：指電流表零點(diǎn)校正。接通電源，預(yù)熱 15 分鐘后，按下“校準(zhǔn)”鍵(11)“通一斷” ， 開關(guān)(13)置于“斷”的位置，電流量程(2)置于 2mA 檔，如電流表(3)顯示不為 0.000 可調(diào)節(jié)前面板上的“調(diào)零”鍵(12) ，使電流表顯示為 0.000。
3、電極開路電位測量：即研究電極自然腐蝕電位測量，將電極輸入(1)的引線連接到電解 池體系， “通-斷”開關(guān)(13)置于“斷”位，接通電源(14) ，打開電源開關(guān)(15) ，預(yù)熱 15 分鐘后按下“恒電位”鍵(8) ，電流鍵(11)“參比”鍵(5) ，數(shù)字表(4)顯示即為參 比電極相對于研究電極的開路電位，即研究電極的自然腐蝕電位，但符號相反。
4、恒電位極化測量：按照上述第 3 項(xiàng)完成自然腐蝕電位測量后，接著按下“給定”鍵(5) ， 此時數(shù)字表(4)顯示的給定電位值，調(diào)節(jié)恒電位給定電位之粗調(diào)鍵(6)和細(xì)調(diào)鍵(7) ，使 數(shù)字表(4)顯示給定電位值，與自然腐蝕電位值相等。
鋼筋銹蝕儀“通-斷”關(guān)開(13)置于“通”的 位置，此時輔助電極的電路接通，儀器開始實(shí)施恒電位運(yùn)作，參比電位被立即恒等于給定電 位，現(xiàn)在便可進(jìn)行以自然腐蝕電位為起點(diǎn)的恒電位極化測量。 穩(wěn)態(tài)恒電位極化測量：按上“給定”鍵(5) ，根據(jù)恒電位極化測量工作的實(shí)驗(yàn)規(guī)定，調(diào)節(jié)恒 電位給定電位之粗調(diào)鍵(6)和細(xì)調(diào)鍵(7) ，使數(shù)字電位表(4)顯示為規(guī)定的電位值，此時 若按下“參比”鍵(5) ，數(shù)字電位表(4)顯示的參比電位應(yīng)與給定的電位相等在此給定電 位值下保持實(shí)驗(yàn)規(guī)定的極化時間后，從數(shù)字電流表(3)上讀取相對應(yīng)的極化電流值。或者 根據(jù)實(shí)驗(yàn)規(guī)定，在此給定的電位值下保持極化，至數(shù)字電流表(3)顯示的電流值相對穩(wěn)定 3 后讀取相對應(yīng)的極化電流值。
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