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水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用

  
评论: 更新日期:2011年08月28日
1 钢筋锈蚀对的影响
  水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土耐久性的一个重要问题,也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。多年来,许多水利工程由于耐久性不良引起的工程损坏事例不断发生,由此带来的工程损失和处理费用也迅速增加,相应的经济损失已不可忽视。在水工建筑物安全鉴定过程中,常遇到大坝、水闸、渡槽、桥梁等钢筋混凝土因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀开裂,混凝土保护层脱落的现象很多,使得承载力下降,有些危及安全,必须引起高度重视。
  钢筋锈蚀对钢筋混凝土性能的影响主要体现在三方面。其一,钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小,从而使钢筋的承载力下降,极限延伸率减少;其二,钢筋锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积大得多(一般可达2~3倍),体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力,发生顺筋开裂,使耐久性降低;其三,钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。因此,钢筋锈蚀对的承载力和适用性都造成了严重影响,由此带来的维修与加固费用也是相当昂贵的。为此,结合水工建筑物安全检测实践,开展了水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用研究,目的是为水工建筑物的安全评价提供科学的依据。
2 检测原理及方法
2.1
 检测原理
  关于混凝土中钢筋锈蚀状态的无损检测,目前,国内外只能进行定性测量,常用的方法是半电池电位法。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时,在钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间,混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组,钢的作用是一个电极,而混凝土是电解质,这就是半电池电位检测法的名称来由。
  半电池电位法是利用“Cu+CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“Cu+CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定,而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。因此,电位值可以评估钢筋锈蚀状态。
2.2 检测方法
  检测前,首先配制Cu+CuSO4饱和溶液。半电池电位法的原理要求混凝土成为电解质,因此必须对钢筋混凝土的表面进行预先润湿。采用95ml家用液体清洁剂加上19L饮用水充分混合构成的液体润湿海绵和混凝土表面。检测时,保持混凝土湿润,但表面不存有自由水。
  将CANIN钢筋锈蚀测定仪的一端与混凝土表面接触,另一端与钢筋相连,当钢筋露出以外时,可以方便地直接连接。否则,需要首先利用钢筋定位仪的无损检测方法确定一根钢筋的位置,然后凿除钢筋保护层部分的混凝土,使钢筋外露,再进行连接。连接时要求打磨钢筋表面,除去锈斑。根据半电池电位法的测试原理,为了保证电路闭合以及钢筋的电阻足够小,测试前应该使用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻小于1。
  检测时,根据用钢筋定位仪测定的钢筋分布确定测线及测点,测点的间距为10~20cm。用CANIN钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值,在至少观察5min时,电位读数保持稳定浮动不超过±0.02V时,即认为电位稳定,可以记录测点电位。

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