钢筋锈蚀状态检测方法简述

混凝土结构中钢筋的锈蚀实际上是钢筋电化学反应的结果。钢筋锈蚀将使混凝土握裹力和钢筋有效截面积下降，并可能由于因锈蚀产生的膨胀而造成混凝土保护层的崩落，影响整体结构的稳定。导致钢筋产生锈蚀的原因有两个：第一是混凝土的碳化深度超过混凝土保护层厚度；第二是大量的Cl-等酸性离子的侵蚀作用。Cl-具有相当高的活性，对钢筋有很强的吸附作用，是一种钢筋的活化剂。当Cl-渗透超过混凝土保护层而达到钢筋表面时，就会置换钢筋钝化膜中的氧元素，使钝化膜破坏，从而使钢筋处于活化状态，继而产生电化学锈蚀。

目前，国内外广泛采用的判断混凝土中钢筋锈蚀的电化学状态的方法是自然电位法，也称半电池电位法。DL/T5150—2001《水工混凝土试验规程》中规定了半电池电位测定方法。它是通过测定混凝土中由于钢筋锈蚀的电化学反应而引起的电位变化来判定钢筋锈蚀状态。

1.基本原理

钢筋由于含有不同的元素（碳和铁等），或者由于经过加工而引起内部应力，都会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池。

在阳极上，铁离子进入溶液：

在阴极上，水的氢离子得到电子而形成氢的分子，再和溶解在水中的氧化合成水：

于是溶液中的Fe2+和2OH-结合成氢氧化亚铁，它对下面的铁就成为阴极，更进一步形成腐蚀。

半电池法是用来探测钢筋极电位并据此推断钢筋是否锈蚀的一种技术。半电池通常有两种：饱和氯化亚汞和饱和铜或硫酸铜电极，后者较持久，因而更适合工地条件。其探测系统如图1-18所示。电路的一端是半电池，另一端连在被测钢筋的任选位置。用高阻抗的电压表测量钢筋和半电池间的电位差，从而得出钢筋的极电位。

图1-18　CXY—1A钢筋锈蚀测量原理图

混凝土中钢筋半电池电位，是测点处钢筋表面微阳极和微阴极的混合电位。当构件中钢筋表面阴极极化性能变化不大时，钢筋半电池电位主要决定于阳极性状：阳极钝化，电位偏正；活化，电位偏负。(www.xing528.com)

2.检测步骤

（1）在构件表面以网格形式布置测点。一般测点纵、横向间距为30～50cm。当相邻两测点测值代数值之差超过150mV时，应适当缩小测点间距。

（2）在构筑物表面，与里面钢筋电连接的露头钢筋上，用电瓶夹头引出导线。钢筋与夹头连接处，预先用砂布除锈、擦光。引出的导线接电压表的正极。若无可供连接的露头钢筋时，在构筑物表面某一处凿去混凝土保护层，使钢筋暴露，并引线。

（3）从半电池探头上引出导线，接电压表的负极。

（4）将半电池探头下端依次放置在各测点处，同时电极纵轴线保持与构件表面垂直，读出并记录各测点的钢筋半电池电位，精确至10mV，如图1-18所示。测量时，半电池电位读数应不随时间变化或摆动，5min内电位读数变化应在±20mV以内，否则应用浸透硫酸铜溶液的海绵预先在各测点预湿。在混凝土较干的情况下，可用喷淋等方法预湿整个混凝土表面，使读数稳定。若用以上预湿方法，未能使电位稳定在±20mV以内，则不能使用本法。在水平向或垂直向上测量时，要确保参比电极中硫酸铜溶液始终与软木塞、紫铜棒接触。

3.检测评估标准

目前国内可用于此项检测的设备有GXY—1A型钢筋锈蚀测量仪，它是根据英、美等国标准设计制造的。因为这种方法存在着众多难以克服的影响因素，因此国外的一些规范所给出的判据也只是概率统计的结果，见表1-8。

在诸多影响电位水平测量值的因素中，其中混凝土的含水率影响最大。在使用自然电位法时，除了要准确地测试电位值之外，还应针对不同的锈蚀电位进行局部破坏性的对比试验，再结合工程技术人员的经验进行综合判断。

表1-8　用自然电位法检测钢筋锈蚀的评估标准

注　E为半电池电位。