建材检测中混凝土钢筋腐蚀检测要点分析

李剑风

（中国建材检验认证集团厦门宏业有限公司，福建 厦门 361000）

混凝土钢筋材料是建筑工程中的主要建材，钢筋材料的性能直接影响建筑工程基础稳定性和主体结构稳定性，影响主体建筑物的使用性能。因此，技术人员应将混凝土钢筋的腐蚀检测作为建材检测的重点，根据工程实际情况灵活采用合适的技术开展混凝土钢筋的检测；综合分析混凝土钢筋的储存环境，制定科学钢筋腐蚀检测方案，将检测结果运用于材料管理和工程质量控制。在检测环节，技术人员可以及时发现钢筋锈蚀与腐蚀的情况，避免将被腐蚀的钢筋使用到工程施工中，保证建筑工程建设质量符合地方规范和项目要求。

1 混凝土钢筋腐蚀检测要点的机理

混凝土钢筋是建筑工程的主要建材，其在工程施工准备环节和施工过程中容易发生腐蚀情况，一旦腐蚀就会影响钢筋材料的性能，从而影响建筑工程的整体建设质量。根据建筑工程建设中建材检测经验分析，常见的钢筋腐蚀现象的腐蚀机理包括：

（1）化学腐蚀。化学腐蚀是最常见的钢筋腐蚀机理之一，是钢筋长时间暴露在空气中，受空气中各种气体成分、非电解质溶液的影响，从而形成腐蚀。在化学腐蚀过程中，钢筋材料表面会形成氧化物，若钢筋储存的环境较为干燥且温度较高，则表面氧化物会产生反应，进一步加剧钢筋表面腐蚀。

（2）电化学腐蚀。对于混凝土钢筋材料而言，储存环境中水分过多也会对钢筋性能产生影响，促使钢筋产生腐蚀现象。在实际过程中，钢筋表面钝化、被腐蚀，pH 值逐渐降低，若钢筋表面的保护膜产生裂纹，氯离子与钢筋中的金属元素发生电化学反应，加剧表面腐蚀。

2 建筑混凝土钢筋腐蚀检测要点的原因

在建筑工程的建材检测中，之所以控制混凝土钢筋腐蚀检测要点，是由于钢筋腐蚀的特殊机理。根据这种机理，工作人员分析钢筋腐蚀检测要点的原因如下：

2.1 钢筋材料的结构特性原因

根据上述分析，钢筋材料内包含大量的铁、碳、晶界面等元素。钢筋材料内此类物质存在的形式多种多样，主要是化合物、固溶体、机械混合物等。一旦钢筋内部的元素与晶界面共存，就会在钢筋内部形成阴极和阳极，阴极与阳极相互作用，形成能够腐蚀钢筋的微电池。在微电池的长期作用下，钢筋材料的腐蚀程度逐渐加深，最终产生严重的腐蚀问题。

2.2 钢筋锈蚀机理原因

在混凝土钢筋结构中，钢筋与混凝土互相作用，尤其是混凝土内部水泥发生水化热时会产生大量的Ca（OH）2固体，这种物质受到自身碱性特征的影响，促使钢筋内部pH 值增大；而钢筋长期处于碱性环境中会加快钢筋进入钝化状态的速度，促使钢筋逐渐发生腐蚀。

2.3 化学腐蚀与电化学腐蚀原因

根据上述分析的“钢筋腐蚀检测要点的机理”，电化学与化学作用是钢筋腐蚀检测的主要机理，也是造成钢筋腐蚀的主要原因。在实际过程中，钢筋与干燥性气体、非电解溶液相接触会产生纯化学腐蚀情况；钢筋腐蚀过程中产生氧化物会堆积在钢筋表面，继续加剧钢筋腐蚀。钢筋与湿润气体、氯盐、氧气、水等物质接触会影响钢筋表面钝化膜的质量，造成严重腐蚀，同时，氯离子在腐蚀过程中逐渐向钢筋内部渗透，进一步加深对钢筋的腐蚀。随着钢筋电化学腐蚀程度的逐渐深入，其腐蚀速度会逐渐加快，逐步增加对钢筋所在建筑物稳定性的威胁。

3 建材检测中混凝土钢筋腐蚀检测要点

3.1 物理方法

3.1.1 涡流检测技术

涡流检测技术就是利用电磁感应原理对钢筋表面进行检测的技术。工作人员在钢筋表面安装电磁装置，利用电磁感应与钢筋内部进行“信号交流”，产生感应涡流。在实际检测中，钢筋的腐蚀程度越深，在钢筋表面腐蚀位置周围形成的磁场涡流越大，磁场变化越大。工作人员能够更加清晰地分析钢筋内部涡流与励磁电流之间的相位关系，分析钢筋截面积损失率，从而了解混凝土钢筋的腐蚀情况。

3.1.2 声发射检测技术

声发射检测技术利用的是混凝土钢筋腐蚀中的内力作用。在钢筋腐蚀过程中，被腐蚀的位置周围出现结构膨胀现象，此时钢筋与混凝土互相影响，促使钢筋产生内张力，引起混凝土开裂。工作人员利用声发射检测技术在混凝土裂缝位置安装声波探头，采用定位发射器检测钢筋内部情况，根据检测结果判断钢筋的腐蚀程度。

3.1.3 电阻探针检测技术

电阻探针检测技术主要是利用与钢筋材质相同的电阻探针进行检测。在实际检测过程中，工作人员始终保持探针的长度不变，随着钢筋截面积的不断缩小，其检测到的电阻值逐渐增大；之后，工作人员对探针电阻改变数值继续检测，分析检测结果，就可以得到钢筋腐蚀的深度。

3.2 电化学法

3.2.1 线性极化检测

线性极化检测技术也可以称为“极化电阻技术”。这一技术是近些年钢筋腐蚀速度测试应用最频繁的技术之一，工作人员利用已知的腐蚀率参数和极化曲线参数分析钢筋腐蚀电位中的斜率，判断斜率的相关性。之后，利用三电极系统进行检测，结合环境耦合数据分析腐蚀率，以判断钢筋腐蚀速率。在实际检测过程中，工作人员应掌握钢筋表面积数据，以保证检测结果的准确性和可靠性。

3.2.2 钢筋腐蚀综合评估技术

钢筋腐蚀综合评估技术能够实现现场测量，工作人员利用这一技术开展钢筋腐蚀检测，需要利用多元统计分析模型，结合钢筋性能参数打造数据模型，按照函数科学划分检测中获取的数据类别，然后根据具体的数值情况判断钢筋材料的腐蚀程度。

4 建材检测中混凝土钢筋腐蚀检测要点应用

4.1 项目简介

某世博园艺术广场项目按照“动态建筑”进行建设。本项目内的“动态建筑”已经超过常规的建筑工程、土木工程的范畴，其属于一种系统性的工程。相较于普通的建筑工程，“动态建筑”项目对建筑物主体结构的耐久性和稳定性有更高的要求，对混凝土钢筋材料的性能、钢筋结构的施工工艺等均提出了较高要求。根据本项目的实际情况进行分析，项目主体建筑物的建设规模较大、施工技术较多，对混凝土钢筋等材料性能要求较高，如何加强对混凝土钢筋材料性能的控制，是应重点思考的问题。混凝土钢筋的腐蚀检测是性能控制的主要环节，工作人员根据本工程施工环境与施工工艺要求开展混凝土钢筋的腐蚀检测，明确检测要点后严谨落实各项检测技术，以了解混凝土钢筋的性能情况，及时发现混凝土钢筋的腐蚀问题，确保本项目主体建筑物的施工材料符合质量标准。

4.2 应用领域

根据某世博园艺术广场项目中“动态建筑物”工程的建设需求，工作人员整合上述多种不同的混凝土钢筋腐蚀检测技术，进一步制定钢筋锈蚀综合检测与分析方案。

4.2.1 钢筋腐蚀检测技术要点应用

在本项目的钢筋腐蚀检测与分析中，工作人员以钢筋的复杂腐蚀因素为基础，多角度分析钢筋的腐蚀情况。工作人员对混凝土钢筋结构的钢筋材料进行分析，认为钢筋的腐蚀分为直接原因和间接原因，而单一的声波发射检测技术对外部环境的依赖性较强，缺乏对钢筋本身性能影响的判断，会影响钢筋腐蚀检测结果的准确性和全面性。基于此，工作人员提出钢筋锈蚀综合分析。在具体分析环节，工作人员根据仪器设备的检测结果初步分析钢筋的腐蚀情况，然后结合钢筋的具体材质、规格、其他性能参数等进行综合分析与判断，结合以往经验分析钢筋腐蚀的具体情况，找出钢筋腐蚀的原因，以便于之后控制混凝土钢筋材料性能状态，为今后的施工作业做好准备。在实际混凝土钢筋腐蚀检测中，工作人员运用这种综合分析方法，需要结合混凝土钢筋锈蚀的表面检查情况，以钢筋质量标准为依据，确保检测技术使用的规范性、腐蚀检测结果的可靠性。此外，在综合分析过程中，无论工作人员主要使用物理检测技术，还是主要使用电化学检测技术，都应将质量要求和规范标准作为首要依据，保证钢筋腐蚀检测工作契合技术条件和外部环境。

4.2.2 钢筋腐蚀检测结果的应用

建材检测的目的是控制建材的质量和保证工程建设质量。因此，在某世博园艺术广场项目的混凝土钢筋腐蚀检测后，工作人员应将检测结果运用于工程建设领域，具体应用内容如下：

①根据钢筋腐蚀检测结果掌握本项目内钢筋材料的特征，以此为依据选择合适的施工技术。混凝土钢筋材料的主要成分为碳和铁，这两种元素与其他金属元素大量共存，很容易产生化合物、固溶体，形成多种不同的混合物，并且存在于钢筋材料中，产生锈蚀风险。由于不同元素在钢筋材料内的占比不同，会逐渐出现不同的缺陷问题以及晶界面现象。若此时钢筋遭受腐蚀或钢筋正处于被腐蚀过程中，则钢筋表面的晶界面会逐渐形成不同的电化学成分，如微电池，而微电池的阳极与阴极相互连通，进一步加剧钢筋材料的腐蚀程度。工作人员可根据钢筋材料的电化学腐蚀原理，加强对钢筋材料与其他物品接触的控制，严格管理钢筋的储存环境、接触物品等，控制钢筋材料的质量，并且选择不会触发钢筋材料表面微电池产生的施工工艺，确保钢筋材料不会在施工过程中发生腐蚀，降低钢筋材料腐蚀的概率。

②加强对钢筋材料保护层的保护。某世博园艺术广场项目工程建设规模较大，施工周期较长，钢筋材料在现场的保存时间较长。在项目建设过程中，混凝土钢筋材料暴露于外部环境，环境中的各种气体成分、温度、湿度等交互作用于钢筋材料表面，促使钢筋材料表面发生碳化反应。钢筋材料在外部环境放置的时间越长，其碳化反应越严重，钢筋材料表面的保护层受到的腐蚀就越深，最终腐蚀穿透保护层造成钢筋材料损伤，严重影响钢筋的使用性能。根据这一原理，工作人员应结合本项目的混凝土钢筋腐蚀检测结果严格控制钢筋环境，加强对环境内温度、湿度参数的控制，采用不会腐蚀钢筋表面保护层的材料对钢筋进行覆盖，同时保证环境内通风，避免环境内存在酸性气体，从而有效保护钢筋材料表面的保护层。

4.2.3 市场前景

根据某世博园艺术广场项目中建材检测的混凝土钢筋锈蚀检测技术的实施，可以看出，综合检测方法在建筑工程的钢筋腐蚀检测中应用效果良好，这一方法可以满足不同情况的建设项目的建材检测需要。目前，我国建筑工程行业快速发展，各地区的建筑建设项目规模不断扩大、施工周期越来越长，混凝土钢筋的腐蚀风险日益增加；加之建筑工程建设工艺更加复杂，对钢筋材料性能的要求更高。面对如此复杂的情况，单一的钢筋腐蚀检测技术已无法充分满足项目的建设需要，这种综合性的检测方法能够充分满足项目的实际需求，以便工作人员根据具体的情况调整不同检测技术的搭配方法，最终获得精准、可靠、全面的钢筋腐蚀检测结果，为进一步保障项目建设质量提供可靠依据。同时，这种综合检测方法中包含丰富的电化学检测技术、物理检测技术、经验观察技术和大数据技术，能够进一步对人工无法检测到的位置进行检测，保证钢筋性能信息完整呈现出来。

5 结语

综上所述，混凝土钢筋的腐蚀检测对于建筑工程施工而言极为重要。通过本次对混凝土钢筋腐蚀检测的研究，进一步了解了混凝土钢筋腐蚀检测的原因，技术人员可以综合分析这些原因，更好地把握腐蚀检测的具体操作要点，把握不同检测技术的应用侧重，从而充分发挥不同检测技术的优势，精准检测出混凝土钢筋的腐蚀情况。在今后的建筑工程建成检测工作中，技术人员可根据工程实际情况制定合适的腐蚀检测方案，灵活应用不同的物理技术与电化学技术开展混凝土钢筋的腐蚀检测并充分利用检测结果。