混凝土鋼筋銹蝕檢測技術在路橋施工中的應用研究

王曉林 陳家存

（蘇交科集團股份有限公司 江蘇南京 210000）

0 前言

鋼筋混凝土因其抗壓強度較高、耐久實用、整體性好等優點被應用在土木建設、港口工程與橋梁工程施工。但是鋼筋混凝土也擁有抗裂性不足、自重力較大和鋼筋腐蝕等缺陷，通常會對建筑結構穩固性形成危害，從而產生非常大的經濟損失。因此，施工部門需要高度重視鋼筋混凝土的結構安全性和結構耐久性，及時進行維修和加固，確保鋼筋混凝土不會出現質量問題。

1 鋼筋銹蝕對混凝土力學特性的影響

（1）鋼筋生銹腐蝕會對鋼筋和混凝土結構的粘度產生影響，導致鋼筋的有效截面在不斷減少，最終會大幅度減少混凝土結構的抗壓能力[1]。

（2）鋼筋在生銹腐蝕的影響下會出現鋼筋內部體積膨脹，從而導致原本的混凝土結構因順筋膨脹裂開的問題而剛度下降，形成嚴重的變形影響。

（3）生銹腐蝕作用會導致混凝土結構為了承擔雙向的應力而大幅度減少延性。

2 鋼筋銹蝕的主要原因

（1）氯化物是鋼筋出現腐蝕生銹的主要影響因素，其能夠通過氯離子來加快鋼筋內部的銹蝕。另外，只有自由氯離子才能對混凝土形成催化銹蝕的作用，其會擴散到鋼筋混凝土的內部，破壞鋼筋混凝土的臨界結構。

（2）外部環境是催化混凝土銹蝕作用的客觀因素，其中包括工程施工現場附近的地理位置和氣候條件等環境因素，若是附近存在著化學工廠或者空氣污染指數過高就會對鋼筋產生腐蝕效果[2]。另外，鋼筋內部的溫度和混凝土與外界空氣接觸面積等也是客觀因素之一。

（3）處理問題。若是施工工人對鋼筋混凝土的防腐蝕措施處理不當或是對鋼筋混凝土的保管存儲手段不合理都會導致鋼筋混凝土出現腐蝕情況，主要體現在鋼筋防腐蝕層發生變形、破裂或是穿孔情況，都會對鋼筋形成嚴重的影響。

3 混凝土鋼筋銹蝕檢測技術在路橋施工中的具體應用

3.1 直流線性極化電阻技術及半電池電位檢測技術

直流線性極化電阻技術是一種較為常見的定量檢測技術，能夠在施工現場有效檢測鋼筋腐蝕的程度，在使用該技術期間需要先采用相關設備為混凝土鋼筋內部添加適量的為電化學擾動，使用器材來檢測混凝土鋼筋內部反彈的信號并且分析混凝土的內部腐蝕程度，該技術需要依賴腐蝕電流變化情況來展開相關的數據計算，通常將額外電位控制在25MV以內[3]。在實際應用期間該技術可以根據不同的測量數據目標來選擇不同的技術方法，從而有效判斷分析出鋼筋混凝土腐蝕速率。

因電化學反應是產生鋼筋銹蝕的主要形成原因，在這種電化學反應期間鋼筋混凝土會產生陽極和陰極兩種不同的極性區域，不同極性的電位差會導致鋼筋內部結構產生電流，從而產生鋼筋銹蝕的化學反應現象。半電池電位檢測技術能夠有效利用添加的參考電極來分析鋼筋和電極的電位差，從而判斷鋼筋的腐蝕程度。另外，硫酸銅材料的半電池能夠加強鋼筋腐蝕程度判斷的精準性。

3.2 恒電量法檢測技術及有損檢測技術

恒電量法檢測技術是采用高科技電子技術對恒電量情況下的電極電位變化數據進行測量并分析評估，通過科學的方法判斷出鋼筋銹蝕的速率。恒電量法測量技術擁有非常精準的測量效果，能夠不受銹蝕介質電阻的內部環境影響完成測量。

有損檢測技術是對鋼筋的內部結構采取解刨處理措施，能夠直接觀看鋼筋內部的銹蝕程度并展開測量和計算等處理方法，目前鋼筋銹蝕的有損測量技術通常是利用重力分析的計算方法對內部橫截面損失程度、損失效率和銹蝕面積采取逐一計算的方法。重力分析法是將鋼筋內部結構完全破碎處理，并且將已被銹蝕的鋼筋部分放置到克拉克-魯布斯液體當中，將鋼筋的銹蝕部分完全剝離后再采取總質量的計算。該技術擁有精準度高和結果較為直觀的優勢，能夠有效檢測出內部結構的破壞程度，但是只有在鋼筋銹蝕情況非常嚴重時才會采用這種檢測技術。

3.3 無損檢測技術

現階段的無損檢測技術主要分為電化學檢測和物力檢測兩種類別，具體如下：

（1）電阻棒檢測法。該技術是在鋼筋結構澆筑之前預先埋下電阻探頭，適用于均勻銹蝕的鋼筋，能夠測量局部銹蝕的鋼筋，但是缺少定向測量，無法計算出銹蝕的速率。

（2）渦流檢測技術。該技術主要利用電磁裝置對混凝土結構的表面面積進行測量，確保被測量部分的鋼筋能夠達到磁飽和指標，鋼筋銹蝕所引發的鋼筋截面損失會導致磁場發生異常，技術人員可以通過這種反映來評估鋼筋面積的損失程度。

（3）聲發射檢測技術。該技術使用傳感器對鋼筋腐蝕面積進行測量，通過鋼筋開裂后產生的彈性應力波來判斷出現銹蝕膨脹的準確位置，但這種技術會因其他聲波的干擾而出現故障，無法測量鋼筋銹蝕的活性數據。

（4）自然電位檢測技術。該技術利用對比分析法來判斷鋼筋的銹蝕程度，主要參考對象為鋼筋的電極和參比電極之間的電位差。該技術的設備價格較低且容易操作，在施工現場也能夠進行檢測。目前在施工現場主要采取雙電極電位梯度法來處理鋼筋某端外露的情況。

（5）光纖檢測技術。該技術主要利用鋼絲安全環充當鋼筋的等小物，若是鋼絲因生銹而出現斷裂就會導致彎曲光纖的曲率變低甚至清零，利用光纖中光能量的變化來判斷鋼筋的腐蝕效果，但是安全環只能反映出某種腐蝕狀態的數據，無法判斷出多個銹蝕狀態的數據。

3.4 混凝土電阻檢測技術及交流阻抗譜法

在鋼筋銹蝕期間表面會產生大量的離子電流，導致銹蝕率和電阻率成反比，需要對電阻率進行檢測從而為銹蝕率的計算提供數據參考，若是混凝土的電阻率低時，混凝土的銹蝕速率就會提高。因此，混凝土的電阻檢測技術在應用期間需要合理選擇需要檢測的設備表面，通入可變電流對里側探頭電位差進行策略，綜合探頭的距離來計算相關的電阻率。

交流阻抗譜法技術是通過交流信號的變化來判斷混凝土表面層結構的成分分析，并且還需要分析雙電層電容、銹蝕影響因素、電阻和銹蝕速率等數據。在交流阻抗技術實施期間，需要參考鋼筋的外部結構特征來進行簡化模型的創建，最后需要按照頻率變化來設置正確的振幅正弦波，通常為9Hz，最后對混凝土的銹蝕程度展開更加詳細的判定與計算。另外，需要根據不同的頻率波動來采取合適的計算方法，從而確保鋼筋銹蝕程度的檢測精準度。

4 結論

雖然鋼筋銹蝕會對混凝土建筑造成危險的安全隱患，在施工期間工人只需要注意采用質量過關的鋼筋防腐層就會對鋼筋的防腐蝕問題形成有效的保護，同時在施工期間需要根據工地的實際情況來采用合適的檢測手段就能有效防范混凝土中鋼筋的腐蝕度，進而加強混凝土的耐久性和使用性。本文通過研究結果得出，應當采用高效率的定量檢測技術來取代傳統的定性檢測技術，靈活運用科學技術來建立多元化的檢測技術。