刍议桥梁建材检测中混凝土钢筋锈蚀检测的重点

喻红月

（健研检测集团重庆有限公司，重庆 400000）

0 引言

近年来，随着我国人民生活水平的提高，车辆也逐渐普及，交通运输基础设施桥梁工程的建设也成为人们关注的重点。由于施工过程操作不当或工程周围环境的影响，很多桥梁所使用的混凝土钢筋结构都出现锈蚀现象，可能会引发质量安全问题。因此交通运输管理部门需要对目前存在锈蚀现象的桥梁进行检测分析，把握桥梁工程锈蚀现象出现的原因并加以控制，才能确保桥梁工程的质量，保障人们的出行安全。

1 桥梁工程混凝土钢筋检测内容

混凝土钢筋质量检测工作在开展的过程中，分主要控制项目和一般控制项目。针对主要控制项目质量检测便是指钢筋进场时，严格按照我国当前现行的行业标准规定，抽取试件进行力学性能检测，以便确保混凝土钢筋材料满足行业标准规定。若在检测的过程中，发现钢筋存在脆断、焊接性能较低、力学性能较弱等诸多问题，那么则判定此批钢筋质量不过关。此外，对钢筋材料进行化学成分专项检验，以便于验证钢筋材料质量。在进行混凝土钢筋抽次检验的过程中，检验数量主要是按照进场的批次、产品抽样检验方案来确定的，在进行混凝土钢筋抽次检验时，主要是对混凝土钢筋材料的产品合格证书、出厂检验报告、进场复验报告等内容开展检验。在实施混凝土钢筋检验工作时，一般项目检测主要是指检测钢筋的平直程度、损伤情况。混凝土钢筋不应该有裂纹、油污、颗粒、片状锈蚀物质，在进行检查的过程中，应该使用全数检查的方式进行检查，检查工作一般使用观察法进行检查[1]。

2 桥梁工程中混凝土钢筋锈蚀原因

2.1 内在环境

目前来看，大部分桥梁工程都由钢筋混凝土组成，其中铁是最主要的组成材料。铁具有很特殊的化学性质，受到氧气、湿气的影响，如果养分充足、湿度较高，则氧气会与水分子发生反应。碱和骨料会发生反应，主要是受到外加剂、掺和物质的影响，造成氯离子增加，使混凝土钢筋更容易被腐蚀。在混凝土硬化凝固之后，有可能会出现碳化的情况，主要与空气中的二氧化碳发生了反应，造成钢筋碱性下降，甚至超出施工要求的参数范围，引发腐蚀现象。不仅如此，其还会降低混凝土的维护作用，造成钢筋中的铁离子与氧气、二氧化碳等气体产生反应，最后引发锈蚀问题。

2.2 外在环境

在桥梁工程施工的过程中，施工质量和效果会受到周围环境的影响，有时甚至会引发严重的混凝土钢筋锈蚀问题。例如，施工环境的温度、湿度、酸性气体、水分交替、污染状态等都会对混凝土钢筋质量造成影响[2]。尤其是环境的温湿度，会起到锈蚀催化的作用，其与锈蚀问题成正比，也就是温湿度越高，锈蚀问题越严重。在酸性气体方面，如果周围空气中含有大量酸性气体，则会加速铁与酸性气体的反应，进而提升腐蚀速度，影响钢筋质量。在水分交替频率方面，如果水分交替频率过快，锈蚀速度也会比较快。此外，在应用混凝土结构的过程中，如果没有采用有效的防锈蚀措施或没有及时处理锈蚀问题，则会造成锈蚀问题的逐步恶化。在施工过程中，施工人员、材料、设备等都是引发锈蚀问题的因素，如果锈蚀问题逐步恶化，则会导致破裂、变形等问题，严重时甚至会造成结构坍塌，进而带来巨大的安全隐患。

3 建材检测中混凝土钢筋锈蚀的检测要点

3.1 分析法

分析法指分析施工现场环境、混凝土条件等可能导致混凝土钢筋锈蚀的内因、外部环境及不同阶段不同影响因子数据信息，以判断钢筋腐蚀情况。分析法的操作涉及以下方面：①对混凝土自身状况、环境因素等进行分析，判断钢筋锈蚀诱因。②建立正确、合理的锈蚀预测模型，结合已获取数据，判断混凝土钢筋锈蚀状况和后续发展趋势。较常见模型有经验模型、电化学模型及反应控制模型等。其中，应用频率最高的为经验模型，操作简单，但理论支撑不强。尽管反应模型涉及理论支持，但未对电化学本质进行深入考量。电化学模型是立足钢筋锈蚀本质所建立起来的模型，操作难度较高，和具体工程脱节[3]。

3.2 无线传感检测技术

与光纤传感器检测技术相比，无线传感器检测技术无须安装和维护输电线路，从而节省了大量人员和材料资源。施工过程中只需包装无线电传感器并将其固定在钢棒上，即可减轻钢质检测对施工的影响。此外，在使用有线监测技术时，一旦出现管线问题，很难发现故障部位。同样，无线传感器检测技术可以避免这一问题。该技术是在无线数据传输技术和超声波技术的基础上开发的。超声波用于检测钢筋的腐蚀情况，然后通过宽带微波天线传输数据。由于混凝土杆的腐蚀是一个长期的发展过程，对传感器电流供给的寿命提出了更高的要求和挑战。

3.3 恒电流试验检测

恒电流测量属于极化测量。开展恒电流试验检测的过程中，需立足于刺激信号，获取有效衰减曲线，分析并明确钢筋锈蚀状况。另外，电流脉冲法简单地采用电容放电形成脉冲电流激励电量，其实质为恒电流法。同时，电极体电化学行为需通过等效电路近似模拟。该方式在干扰下会出现不足，如信号强度降低、检测难度高、检测时间短等。其也有诸多优点，如检测准确率高等，应用较普遍。

3.4 电磁脉冲涡流检测技术

脉冲电磁涡流检测技术是在电磁理论的基础上开发的，利用金属的电磁特性对参数变化进行表征，得到钢筋的腐蚀。现代涡流检测技术的强劲发展可以追溯到阻抗分析理论的建议。作为无损检测方法，具有免予粘接剂、高温检测、检测不规则材料、自动化等优点。脉冲涡流检测技术采用低频脉冲矩形波作为激励信号，可直接检测钢条的内部缺陷，而不会损坏原有结构。近场面积大，可以扩大信号复盖范围，而且即使距离很远，也能获得很好的检测效果。脉冲电磁涡流检测技术主要采用涡流效应、皮肤效应和穿透深度等基本理论。该检测系统主要包括脉冲信号源、励磁线圈、功率放大器、磁传感器、示波器等组成部分。通过实践研究证明，该技术能够有效地测量混凝土浇筑的腐蚀情况，具有良好的开发应用前景。

3.5 电阻探头法

早在20 世纪初，电阻探头法就在欧美得到了运用.该方式需在混凝土浇筑前将探头埋好，便于后期检测。该方式适用于钢筋锈蚀较为均匀的情况，若只是小区域钢筋出现锈蚀，则难以检测其锈蚀速率。同时，混凝土电阻率和表征钢筋锈蚀的锈蚀极化电流之间没有构建明确的关系方程或关系曲线，对钢筋锈蚀速度的检测是定性检测。

3.6 光纤传感检测技术

该检测技术比较先进，包括使用光纤传感器。在相关检测工作中，光纤传感器的优点和特点可以灵活地用于有效抵御电磁干扰，获得准确可靠的检测数据结果，使员工了解混凝土结构中钢筋的实际腐蚀程度。无论重量轻还是耐高温，都为照明传感器的现场检测运行提供了极大的便利。同时，与其他检测方法相比，这种传感器技术的功能优势趋于多样化。例如，它可以直观地通过光域反射的多点检测来显示混凝土浇筑各个部分的腐蚀细节，并为检查员提供更详细、更全面的数据信息。如果想了解混凝土浇筑细节的具体腐蚀状态，可以通过分析敏感层来获得更深入的了解。更高的检测效率和更低的成本是光纤传感器检测技术的独特优势，进一步扩大了其在施工检测中的应用范围。

3.7 声发射检测技术

声发射检测技术（图1）是一种较为先进的无损检测方法，这一方法在建筑行业中的广泛应用起源于20世纪90 年代。声发射现象在物理领域较为常用，声发射技术的应用原理，就在于材料内部结构不同，在受到破坏时，材料内部会进行能量的释放，并产生弹性波，这些弹性波会回到材料表面，导致材料表面出现位移现象，则可以采用声发射探头对这些机械振动现象进行探测，将其转变为电信号，经过增益放大，通过信号采集系统对其加以内处理与记录。在对混凝土钢筋进行检测时，由于混凝土钢筋的锈蚀现象是动态变化的，且发生在混凝土内部，采用其他检测技术进行检测时，信号源众多且较为复杂，在其保护层出现膨胀问题之前，难以有效检测混凝土钢筋锈蚀程度。而声发射检测技术是一种高效的无损检测技术，该技术的应用可以起到动态化与实时化的检测效果，声发射技术对于材料内部缺陷问题以及由此产生的瞬态能量变化十分敏感，可采用这一技术实现缺陷位置的定位，以及混凝土损伤部位及类型的判断。

图1 声发射检测技术

3.8 钢筋锈蚀评估检测

该检测方法的应用也较为常见，多出现在现场检测环节，如图2 所示。在实际应用的过程中，应当将混凝土钢筋锈蚀评估检测与多元统计方法相互结合，建立数学模型，进行三原函数分析，经过模型计算获取具体数据，通过科学合理的数据统计，实现对于混凝土钢筋锈蚀情况加以判断。钢筋锈蚀评估检测工作中，可采用电阻率、电位及电流等技术参数，作为混凝土钢筋锈蚀情况的判断依据，可有效降低其他因素对于锈蚀检测结果所造成的影响，保证混凝土钢筋锈蚀情况检测的精准性及合理性[4]。

图2 钢筋锈蚀评估检测

3.9 交流阻抗检测方法

该方法的应用可通过电极向检测对象进行交流电压的施加，收集所产生的电流信号，对电流信号进行合理分析，了解电极变化，开展数据分析，以起到有效的检测效果。现阶段，交流阻抗检测方法的应用较为广泛，技术应用简单便捷，且易于操作，在采用该技术进行检测的过程中，可起到有效的混凝土钢筋锈蚀检测效果，同时可对混凝土钢筋锈蚀速率进行计算，具备极高的检测精度及技术有效性[5]。在实际的检测过程中，技术应用人员可通过反复检测来获取检测结果，因而需要承担较大的工作压力。另外，该检测技术的应用，需要搭配以专业性较高的设备设施与检测以期，需要投入较大成本[6]。

3.10 综合分析法

该方法强调对可能影响建材质量的间接因素、直接因素进行综合分析，由此来判断建材锈蚀程度。与上文所介绍物理学、电化学检测技术不同，该方法更注重主观判断，要求有关人员根据建材外部情况，给出相应的结论，对人员素质、实践经验和能力所提出要求极高。要想使检测结果符合实际情况，关键是要对检测经验进行不断总结[7]。

4 结语

随着经济社会的不断发展，人民生活水平的不断提高，对建筑质量和美观的要求也越来越高。混凝土钢筋的锈蚀不仅严重影响建筑物的美观，而且严重影响建筑物的安全性和耐久性。因此，有必要结合不同的方法检测建筑混凝土的混凝土钢筋锈蚀，根据不同建筑物和检测要求科学地确定和选择钢筋锈蚀检测方法，明确钢筋锈蚀造成的危害，并采取相应的对策，从根本上提高建筑物的使用安全性和稳定性。