公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法探討

張 變 瑞

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

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公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法探討

張 變 瑞

(山西高速公路工程檢測有限公司，山西 太原 030008)

結合公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕的現狀，分析了影響鋼筋腐蝕的因素，并介紹了物理實驗、EIR綜合評估與電化學三種鋼筋腐蝕的檢測方法，有利于準確評價公路橋梁結構的使用壽命。

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1 混凝土中鋼筋腐蝕狀況及影響因素

1.1 混凝土鋼筋腐蝕狀況

混凝土鋼筋腐蝕狀況的出現受到諸多因素的影響，比如鋼筋金屬表面與周圍環境介質產生的化學變化狀況，金屬腐蝕狀況，如果金屬腐蝕破壞作用于鋼筋上，就會產生一系列的鋼筋腐蝕狀況，比較常見的鋼筋腐蝕種類有電化學腐蝕狀況及化學腐蝕狀況，后者主要是空氣環境與鋼筋表面的化學反應狀況，從而導致混凝土腐蝕的出現，這種腐蝕狀況不存在電流流動，是一種外界因素與鋼筋表面的化學反應，從而導致一系列的電解質溶液化學作用，不利于進行鋼筋腐蝕狀況的控制。在外部環境與混凝土表面的腐蝕反應過程中，其化學反應是緩慢而有規律的。一般的腐蝕過程，其內部并不存在電流流動狀況，帶電流的點化學腐蝕，其金屬表面必須存在電解質液。

1.2 鋼筋腐蝕影響因素

受到鈍化膜的影響，鋼筋不易受到危害，受到混凝土內外環境污染的影響，混凝土內部孔隙液的pH值下降，導致氯離子的整體含量降低，再加上混凝土內外條件的影響，鋼筋的表面狀態很容易被破壞，從而不利于鋼筋表面質量問題的控制要求。在實踐過程中，影響鋼筋抗腐蝕性的因素居多，主要的影響因素包括氯離子腐蝕狀況、碳化腐蝕影響。

1)氯離子腐蝕因素。

受到內外環境的影響，氯離子會滲入到混凝土內部管理模塊中，當這種狀況達到氯離子的承載力，就會導致混凝土內部出現鋼筋腐蝕狀況。

在實踐中，影響氯離子進入混凝土的影響諸多，比如混凝土材料的構成狀況，砂、拌合水等影響因素。當混凝土出現裂縫時，氯離子會進入混凝土的內部，從而出現一系列的鋼筋腐蝕狀況。

2)混凝土碳化因素。

碳化因素是影響鋼筋腐蝕狀況的重要影響因素。在混凝土碳化過程中，氧化碳與水泥中的堿性水化產生發生了一系列的作用，從而不利于實現混凝土堿性保護層的安全性防護，導致混凝土材料長期暴露在大氣環境中，在混凝土施工模塊中，工業污染比較嚴重，其內部包括各種酸性氣體，比如三氧化硫等氣體，這些氣體呈現出較強的腐蝕作用，會導致混凝土的pH值下降，使混凝土內部酸性物質增強，從而不利于實現混凝土質量的提升。

2 鋼筋腐蝕檢測方法

2.1 物理試驗檢測法

光纖傳感技術是物理試驗體系的重要組成部分，光纖具備良好的工作效益，其化學性質比較穩定，能夠有效抵抗電磁干擾，實現了信息傳輸及信息傳感的結合。通過對氯離子鋼筋腐蝕狀況的分析，有利于解決鋼筋腐蝕的相關理論及技術問題，通過對光波導傳感方案的應用，可以進行混凝土結構鋼筋腐蝕狀況的有效性監測，得出金屬腐蝕信息結果。在混凝土結構鋼筋腐蝕的監測過程中，需要進行不同種光纖鋼筋腐蝕傳感器的應用，做好鋼筋的鋪設工作，進行光時域反射技術的使用，做好鋼筋腐蝕準分布監測工作。

在該檢測模塊中，需要在光纖的芯部鍍上鐵合金敏感膜，相比于光纖外包皮，鐵合金敏感膜具備良好的信號吸收率，如果敏感膜沒有受到腐蝕，檢測到的光信號比較弱，如果受到腐蝕，則光信號比較強，根據這個原理可以進行光纖傳感器的制作，將其埋設于混凝土中，通過對敏感膜腐蝕推測模塊的開展，實現鋼筋腐蝕狀況的在線性監測，相比于傳統的腐蝕檢測方法，光纖腐蝕監測技術具備更高的工作效益，能夠進行混凝土內部結構檢測、分布式檢測等諸多工作的要求，實現工作成本的有效性降低，實現工程費用的有效維護。

2.2 EIR綜合評估方案

為了滿足鋼筋腐蝕實際檢測工作的要求，必須進行鋼筋腐蝕綜合評價法的應用，這種評價方法有三個重要組成部分，分別是電阻率化學、腐蝕電流密度狀況、鋼筋自然腐蝕電位狀況，這種鋼筋腐蝕評估方法被稱為EIR檢測方法，這種方法具備良好的工作效益。

判別分析模式是多元統計分析的重要組成部分，EIR評估體系實現對判別分析法的有效使用，通過對數學模型的建立，進行鋼筋腐蝕狀況信息數據的收集，進行鋼筋腐蝕及未腐蝕狀況的劃分，分別將其歸于第一類、第二類，通過對現場電化學三要素的分析，進行三元變量的確定，再進行三元判別函數的建立，將個體帶入相應的判別準則，做好最終分類工作，通過對相關統計計算模式的應用，進行鋼筋腐蝕狀態的評價，這需要進行混凝土電阻率、腐蝕電流、腐蝕電位等影響條件的多元化分析，通過對EIR綜合評估法的應用，可以確保混凝土鋼筋腐蝕檢測效益的提升，這需要靈活應用EIR綜合評估法的判別函數，進行鋼筋腐蝕檢測結果的優化。

2.3 電化學試驗檢測法

在交流阻抗法的工作模塊中，其需要對研究電極進行小幅交流電壓的施加，從而根據電流響應進行電極反應參數的確定，這些電極反應參數主要包括極化電阻、雙電層電容等，通過對這些方法的使用，進行腐蝕速率的確定。通過對交流阻抗測量模式的應用，可以得到鋼筋混凝土覆蓋層的混凝土腐蝕機理、鋼筋腐蝕速率等相關信息，進行混凝土腐蝕臨界氯離子濃度的確定，進行環境條件交流阻抗測量模式的開展，滿足鋼筋混凝土腐蝕檢測的工作要求。

受到氯離子因素的影響，鋼筋混凝土經常出現點蝕狀況，通過對局部電化學阻抗譜的應用，可以解決混凝土實驗室局部腐蝕測定工作要求，交流阻抗法具備檢測上的高敏感性，通過對這種敏感性的利用，可以實現腐蝕速率的確定，獲得相對比較準確的信息，這就需要做好鋼筋混凝土系統中鋼筋銹蝕速率的判斷工作，需要進行交流阻抗譜法實驗時間的控制，避免檢測誤差的增大。

交流阻抗譜法具備一定的工作效益，但是其也存在一定的施工局限性，這種方法的操作儀器成本高，操作起來比較復雜，其操作時間比較長，難以滿足現場鋼筋腐蝕檢測工作要求。這種方法難以進行外加信號鋼筋表面積的確定，其數據處理模式比較復雜，不利于鋼筋腐蝕現場檢測工作的開展。

通過對恒電量法的使用，可以實現小額電荷與腐蝕金屬電極的施加，進行電極電位的及時性記錄，進行時間衰減曲線的制作，從而滿足實際工作的要求，進行不同種電化學參數的獲得，電位衰減變化的測量工作具備較強的抗干擾性，其綜合速度比較快，通過對測量結果的定量化解析，有利于滿足現階段鋼筋腐蝕檢測工作的要求。在橋梁工程建設初期，鋼筋腐蝕具備不易察覺的特點，當混凝土產生嚴重的剝離狀況時，那也意味著鋼筋混凝土防護已經錯過最佳時期，在后期混凝土防護過程中，其面臨高風險、高施工難度系數問題，如果任由混凝土腐蝕狀況的存在，將可能造成非常惡劣的結果。

3 結語

為了滿足現階段橋梁混凝土實際工作的要求，必須進行鋼筋混凝土腐蝕發展狀況的正確性評估，從而做好公路橋梁結構使用壽命的評價工作，進行混凝土耐久性的分析，優化鋼筋腐蝕的檢測方案，從而提升公路橋梁工程的整體運作效益。

[1] 楊官偉.混凝土結構中鋼筋銹蝕分析及檢測技術探討[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

張變瑞(1983- )，女，工程師

U446

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