混凝土中钢筋锈蚀的检测技术探究

李芳贤

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摘要：混凝土中钢筋锈蚀检测技术可主要分为无损检测与破损检测两种方法，其中无损检测方法可精准判断钢筋锈蚀程度，并作为日后研究混凝土钢筋锈蚀的重点方向。在具体检测过程中应先行了解钢筋锈蚀环境因素并评估其锈蚀情况，而后采取相应方法分析判断。

关键词：混凝土；钢筋锈蚀；检测技术

钢筋混凝土是土木建造工程中目前使用量较高的材料，但往往在使用过程中存在耐久性问题，这主要由钢筋锈蚀所引起。对此研究混凝土钢筋锈蚀形成因素与检测技术可明确混凝土钢筋健康情况，由此可以采取针对性措施。

一、混凝土中钢筋锈蚀破损检测方法

混凝土中钢筋锈蚀破损检测方法是指观测混凝土外部保护层锈蚀钢筋情况，测定锈蚀钢筋质量与横截面积破损情况，或是以重力分析法进行测定。重力分析法主要是指打碎混凝土后将锈蚀钢筋浸泡在克拉克溶液中，通过去除钢筋锈蚀物获取锈蚀量。混凝土结构锈蚀率较高时可使用破损检测技术，该方法具有表现直观、精准的优点，但这种方法也存在检测范围局限性与损伤结构的缺点。

二、混凝土中钢筋锈蚀无损检测方法

1、分析检测法

无损检测法中的分析法可测量现场混凝土钢筋锈蚀影响因素与外界因素等数据，进一步分析锈蚀钢筋的具体情况。一方面分析法可通过测量锈蚀钢筋影响因素，充分掌握混凝土环境影响因素与自身影响因素。另一方面分析法可应用锈蚀钢筋预测模型，当前锈蚀钢筋模型主要以电化学模型、反应控制模型与经验模型为主。虽然经验模型相对操作便捷但也存在应用局限、缺乏理论性等缺点，而反应控制模型则理论基础较为扎实，但在钢筋锈蚀反应与电化学反应方面考虑欠缺，电化学模型主要建立在电化学反应基础上，在实际工程中应用程度较高，操作复杂。

2、物理检测法

无损检测法中还包括物理检测，该方法主要针对锈蚀钢筋进行测定而后根据其物理变化反应锈蚀情况。其中包括磁场检测法、红外热像法、电阻棒法及射线法等，这种方法操作十分便捷且环境影响因素较弱，但缺点是定量分析困难，只可在定性分析阶段使用，处于实验室研究阶段。

2.1电阻棒检测

物理检测法中电阻棒法主要通过测量锈蚀钢筋所引起的电阻值变化情况，而后应用导电原理分析钢筋截面积剩余量，以此判断锈蚀钢筋检测情况。该方法在测量电阻情况时很容易受到环境因素如湿度、温度等因素影响，所以一般用于混凝土结构浇筑过程中并将电阻探头预先埋设，在均匀腐蚀环境下较为适用，针对钢筋局部腐蚀情况下无法计算腐蚀速度。

2.2射线检测

通过射线法完成物理检测，可应用Y射线、X射线对混凝土锈蚀钢筋进行拍摄，以评估钢筋具体情况。该方法具有直观、便捷等优势但不可用于定量，只可作为定性判断。

2.3声发射检测

混凝土开裂是由于锈蚀钢筋形成的产物出现膨胀，在混凝土膨胀开裂后会出现应力波，而应力波可采用仪器通过声发射法进行接收，以此寻找锈蚀钢筋膨胀位置，该方法在应用过程中很容易被非检测声波扰乱从而存在判断误差风险。

2.4红外热像检测

红外热像技术可针对混凝土表面温度形成的分布图变化测量钢筋锈蚀程度与形成位置，该技术主要以锈蚀钢筋部位成分与结构变化为原理，锈蚀钢筋会在这些变化下辐射出不同的红外线。红外热像技术可分为两种操作方式，第一种是通过电磁感应方式对钢筋进行加热；第二种是通过红外热像仪将钢筋成像出来，且红外热像技术在使用过程中可避免其他损伤扰乱。

2.5 磁场检测

磁场检测技术主要根据钢筋存在的铁磁属性及钢筋缺陷所造成的磁场扰动进行分析，在判断外加磁场状况后分析其损伤情况。具体实验过程中可施加给钢筋充足外磁场，完全磁化钢筋让磁场移动至钢筋方向，这时磁通量可根据钢筋横截面积所产生的变化受到影响，在磁通量变化下得出横截面积变化。该方法优点显著，在测量过程中可一次性明确钢筋锈蚀构件具体情况。

三、混凝土中钢筋锈蚀电化学无损检测方法

在混凝土钢筋锈蚀检测技术中，电化学检测技术可针对混凝土钢筋锈蚀电化学基本特征分析钢筋锈蚀发展速度与进程。同时电化学检测技术可充分反应混凝土钢筋锈蚀特性与本质，该方法优点在于测试速度快、可持续跟踪、灵敏度强、可原位测量。电化学检测主要有混凝土电阻率、半电池电位、线性极化与交流阻抗等方法。

1、半电池电位检测

电化学检测中半电池电位检测方法主要用于测定混凝土与钢筋形成的硫酸铜与表面的铜，在参考电级后根据电位差对钢筋锈蚀情况进行评定。如若电级电位较为稳定，则混凝土中的钢筋电级则会在锈蚀情况下出现电位变化，由此针对电位变化对钢筋锈蚀情况进行判断。该方法因有效性、便捷性较强，常用于电化学测试之中，对于现场测试和实验室测试十分适用。但该方法缺点在于不可对钢筋锈蚀发生速度进行定量测定，只能根据钢筋锈蚀情况进行定性判断与可能性判断。

2、交流阻抗检测

在电化学检测技术中，交流阻抗方法的使用需建立在交流信号施加电级强度较小情况下进行，且不会对原电极体系特性进行改变，由此明确输出信号、输入信号二者之间存在线性关联。交流阻抗方法使用过程中交流信号影响锈蚀钢筋体系程度较弱，并在此基础上明确电极过程控制步骤与电化学参数，该方法可充分反应钢筋材料性质与电化学行为，适用在研究钢筋锈蚀与钢筋机理方面。但该方法在使用过程中也存在部分缺点，如使用环境要求实验室、处理试验数据步骤繁多、试验过程缓慢等。一般来说，混凝土导电性与电阻率法是水泥浆体在发生离子流动时电解现象，一些研究者认为钢筋腐蚀与混凝土电阻率二者存在速度反比，且测量混凝土电阻率需具备两个电级才能进行，钢筋可以作为其中电级。该操作方法主要分为两级法、圆盘法与四探针法，在检测设备方面可大范围适用，但环境影响因素较强且测试电阻率数据离散性较高。

结语：混凝土中钢筋锈蚀的检测技术多种多样，但电化学原理下的实验室数值模拟技术与现场工程检测技术研究却是混凝土钢筋锈蚀检测日后研究的重点所在。无论是无损检测、还是破损检测都需要针对当前环境与锈蚀情况采取相应方法，明确不同方法的优势与缺点才可发挥其最大功效。

参考文献：

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[2]刘超英,孙伯永.水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用[J].浙江水利科技,2003(02):38-39.