公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨

张 变 瑞

(山西高速公路工程检测有限公司，山西 太原 030008)



公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨

张 变 瑞

(山西高速公路工程检测有限公司，山西 太原 030008)

结合公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀的现状，分析了影响钢筋腐蚀的因素，并介绍了物理实验、EIR综合评估与电化学三种钢筋腐蚀的检测方法，有利于准确评价公路桥梁结构的使用寿命。

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1 混凝土中钢筋腐蚀状况及影响因素

1.1 混凝土钢筋腐蚀状况

混凝土钢筋腐蚀状况的出现受到诸多因素的影响，比如钢筋金属表面与周围环境介质产生的化学变化状况，金属腐蚀状况，如果金属腐蚀破坏作用于钢筋上，就会产生一系列的钢筋腐蚀状况，比较常见的钢筋腐蚀种类有电化学腐蚀状况及化学腐蚀状况，后者主要是空气环境与钢筋表面的化学反应状况，从而导致混凝土腐蚀的出现，这种腐蚀状况不存在电流流动，是一种外界因素与钢筋表面的化学反应，从而导致一系列的电解质溶液化学作用，不利于进行钢筋腐蚀状况的控制。在外部环境与混凝土表面的腐蚀反应过程中，其化学反应是缓慢而有规律的。一般的腐蚀过程，其内部并不存在电流流动状况，带电流的点化学腐蚀，其金属表面必须存在电解质液。

1.2 钢筋腐蚀影响因素

受到钝化膜的影响，钢筋不易受到危害，受到混凝土内外环境污染的影响，混凝土内部孔隙液的pH值下降，导致氯离子的整体含量降低，再加上混凝土内外条件的影响，钢筋的表面状态很容易被破坏，从而不利于钢筋表面质量问题的控制要求。在实践过程中，影响钢筋抗腐蚀性的因素居多，主要的影响因素包括氯离子腐蚀状况、碳化腐蚀影响。

1)氯离子腐蚀因素。

受到内外环境的影响，氯离子会渗入到混凝土内部管理模块中，当这种状况达到氯离子的承载力，就会导致混凝土内部出现钢筋腐蚀状况。

在实践中，影响氯离子进入混凝土的影响诸多，比如混凝土材料的构成状况，砂、拌合水等影响因素。当混凝土出现裂缝时，氯离子会进入混凝土的内部，从而出现一系列的钢筋腐蚀状况。

2)混凝土碳化因素。

碳化因素是影响钢筋腐蚀状况的重要影响因素。在混凝土碳化过程中，氧化碳与水泥中的碱性水化产生发生了一系列的作用，从而不利于实现混凝土碱性保护层的安全性防护，导致混凝土材料长期暴露在大气环境中，在混凝土施工模块中，工业污染比较严重，其内部包括各种酸性气体，比如三氧化硫等气体，这些气体呈现出较强的腐蚀作用，会导致混凝土的pH值下降，使混凝土内部酸性物质增强，从而不利于实现混凝土质量的提升。

2 钢筋腐蚀检测方法

2.1 物理试验检测法

光纤传感技术是物理试验体系的重要组成部分，光纤具备良好的工作效益，其化学性质比较稳定，能够有效抵抗电磁干扰，实现了信息传输及信息传感的结合。通过对氯离子钢筋腐蚀状况的分析，有利于解决钢筋腐蚀的相关理论及技术问题，通过对光波导传感方案的应用，可以进行混凝土结构钢筋腐蚀状况的有效性监测，得出金属腐蚀信息结果。在混凝土结构钢筋腐蚀的监测过程中，需要进行不同种光纤钢筋腐蚀传感器的应用，做好钢筋的铺设工作，进行光时域反射技术的使用，做好钢筋腐蚀准分布监测工作。

在该检测模块中，需要在光纤的芯部镀上铁合金敏感膜，相比于光纤外包皮，铁合金敏感膜具备良好的信号吸收率，如果敏感膜没有受到腐蚀，检测到的光信号比较弱，如果受到腐蚀，则光信号比较强，根据这个原理可以进行光纤传感器的制作，将其埋设于混凝土中，通过对敏感膜腐蚀推测模块的开展，实现钢筋腐蚀状况的在线性监测，相比于传统的腐蚀检测方法，光纤腐蚀监测技术具备更高的工作效益，能够进行混凝土内部结构检测、分布式检测等诸多工作的要求，实现工作成本的有效性降低，实现工程费用的有效维护。

2.2 EIR综合评估方案

为了满足钢筋腐蚀实际检测工作的要求，必须进行钢筋腐蚀综合评价法的应用，这种评价方法有三个重要组成部分，分别是电阻率化学、腐蚀电流密度状况、钢筋自然腐蚀电位状况，这种钢筋腐蚀评估方法被称为EIR检测方法，这种方法具备良好的工作效益。

判别分析模式是多元统计分析的重要组成部分，EIR评估体系实现对判别分析法的有效使用，通过对数学模型的建立，进行钢筋腐蚀状况信息数据的收集，进行钢筋腐蚀及未腐蚀状况的划分，分别将其归于第一类、第二类，通过对现场电化学三要素的分析，进行三元变量的确定，再进行三元判别函数的建立，将个体带入相应的判别准则，做好最终分类工作，通过对相关统计计算模式的应用，进行钢筋腐蚀状态的评价，这需要进行混凝土电阻率、腐蚀电流、腐蚀电位等影响条件的多元化分析，通过对EIR综合评估法的应用，可以确保混凝土钢筋腐蚀检测效益的提升，这需要灵活应用EIR综合评估法的判别函数，进行钢筋腐蚀检测结果的优化。

2.3 电化学试验检测法

在交流阻抗法的工作模块中，其需要对研究电极进行小幅交流电压的施加，从而根据电流响应进行电极反应参数的确定，这些电极反应参数主要包括极化电阻、双电层电容等，通过对这些方法的使用，进行腐蚀速率的确定。通过对交流阻抗测量模式的应用，可以得到钢筋混凝土覆盖层的混凝土腐蚀机理、钢筋腐蚀速率等相关信息，进行混凝土腐蚀临界氯离子浓度的确定，进行环境条件交流阻抗测量模式的开展，满足钢筋混凝土腐蚀检测的工作要求。

受到氯离子因素的影响，钢筋混凝土经常出现点蚀状况，通过对局部电化学阻抗谱的应用，可以解决混凝土实验室局部腐蚀测定工作要求，交流阻抗法具备检测上的高敏感性，通过对这种敏感性的利用，可以实现腐蚀速率的确定，获得相对比较准确的信息，这就需要做好钢筋混凝土系统中钢筋锈蚀速率的判断工作，需要进行交流阻抗谱法实验时间的控制，避免检测误差的增大。

交流阻抗谱法具备一定的工作效益，但是其也存在一定的施工局限性，这种方法的操作仪器成本高，操作起来比较复杂，其操作时间比较长，难以满足现场钢筋腐蚀检测工作要求。这种方法难以进行外加信号钢筋表面积的确定，其数据处理模式比较复杂，不利于钢筋腐蚀现场检测工作的开展。

通过对恒电量法的使用，可以实现小额电荷与腐蚀金属电极的施加，进行电极电位的及时性记录，进行时间衰减曲线的制作，从而满足实际工作的要求，进行不同种电化学参数的获得，电位衰减变化的测量工作具备较强的抗干扰性，其综合速度比较快，通过对测量结果的定量化解析，有利于满足现阶段钢筋腐蚀检测工作的要求。在桥梁工程建设初期，钢筋腐蚀具备不易察觉的特点，当混凝土产生严重的剥离状况时，那也意味着钢筋混凝土防护已经错过最佳时期，在后期混凝土防护过程中，其面临高风险、高施工难度系数问题，如果任由混凝土腐蚀状况的存在，将可能造成非常恶劣的结果。

3 结语

为了满足现阶段桥梁混凝土实际工作的要求，必须进行钢筋混凝土腐蚀发展状况的正确性评估，从而做好公路桥梁结构使用寿命的评价工作，进行混凝土耐久性的分析，优化钢筋腐蚀的检测方案，从而提升公路桥梁工程的整体运作效益。

[1] 杨官伟.混凝土结构中钢筋锈蚀分析及检测技术探讨[J].城市建筑,2014(4)：66-68.

Discussion on steel corrosion detection method in highway bridge concrete

Zhang Bianrui

(ShanxiHighwayEngineeringInspectionLimitedCompany,Taiyuan030008,China)

Combining with the present situation of steel corrosion in highway bridge concrete, this paper analyzed the factors influence of steel corrosion, and introduced the physical experiment, EIR comprehensive evaluation, electrochemical three kinds of detection methods of steel corrosion, conducive to accurate evaluation of the service life of highway bridge structure.

highway, bridge, steel corrosion, concrete, detection method

1009-6825(2017)14-0173-02

2017-03-08

张变瑞(1983- )，女，工程师

U446

A