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钢筋锈蚀仪是怎么鉴定钢筋锈蚀的

时间:2019-12-02 10:44:21    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
【导读】【钢筋保护层检测】钢筋锈蚀仪是怎么鉴定钢筋锈蚀的?预防钢筋锈蚀的措施有哪些?为什么会产生钢筋锈蚀?

钢筋锈蚀仪检测又称半电池电位法,是指利用混凝土中的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态。钢筋锈蚀仪一端连接从混凝土中剥离出来的钢筋,另一端用半电池探头接触混凝土表面。检测时,如设备读取的电位差较大,说明因钢筋锈蚀引起的离子流动活跃,判定钢筋随时程度较为严重,根据不同的电位水平评定钢筋锈蚀电位的评定标度1-5,锈蚀程度越严重评定标度越高。


钢筋锈蚀形成的原因

研究表明,砼结构水化产生的强碱性环境会使钢筋表面生成一种致密的钝化膜,钝化膜对钢筋具有保护作用。然而,侵蚀性介质的入侵会改变钢筋周围的强碱性环境,造成孔隙液pH值降低,进而诱发钢筋的电化学腐蚀。侵蚀性介质引发的钢筋锈蚀被称为钢筋砼结构的癌症,潜伏期长,病发初期没有任何征兆,等到发现裂缝、砼保护层崩落等病害特征时,钢筋锈蚀已经处于加速期或破坏期。

当电介质溶液的pH值小于4时,腐蚀表现为酸蚀;而pH值为4~10时,腐蚀即为锈蚀;当pH值大于10时,钢筋表面开始生成一层溶解度很小的钝化膜,这时腐蚀的速度很低;pH值接近12时,这层保护膜变得非常致密稳定,使阳极反应难以进行,锈蚀停止。硅酸类水泥在凝结硬化时,大量生成的氢氧化钙以及水泥中含有的硝、钾、氧化物等能使砼中的溶液呈现强碱性,其pH值可达到12.5,处于砼中的钢筋会发生钝化。如果砼保护层不发生破坏,钢筋是不会发生锈蚀的。

钢筋锈蚀需满足3个条件

1钢筋表面存在电位差;

2阳极区段的钢筋表面处于活化状态;

3存在氧气和水。

由于钢筋钝化膜的存在,阻隔了氧气的进入。而钝化膜一旦破坏,就存在了水和溶解氧,电化学腐蚀就发生了。电 化学反应生成氧化铁,这样下面的铁成为阴极更加剧了电化反应的进行。另外,氧化铁会进一步氧化生成一种疏松的、易剥落的沉积物–铁锈,它表现为体积膨胀 (是原来体积的2-6倍),锈蚀产物的体积膨胀导致砼保护层开裂甚至剥落。


常用的钢筋锈蚀检测方法

对混凝土中钢筋锈蚀状况的判断与检测可分为:钢筋锈蚀可能性判断、钢筋锈蚀率或钢筋锈蚀速率的检测,具体可以根据构件状况、现场测试条件和测试要求,选用自然电位法、混凝土电阻法、电流密度法、锈胀裂缝法或破损检测等多种检测方法进行检测和判断。

1、自然电位法

对于混凝土表面完好、未发现有锈迹和锈胀裂缝的构件,但有理由怀疑混凝土中钢筋可能已经锈蚀时(如检测发现混凝土的碳化深度超过混凝土保护层厚度),房屋安全鉴定员可以采用自然电位法或混凝土电阻法对混凝土中的钢筋锈蚀情况进行初步判断。

2、混凝土电阻法

房屋安全鉴定员采用混凝土电阻法检测时,可根据实测混凝土电阻率或检测设备的操作规程,定性判断混凝土中钢筋锈蚀的可能性。

3、电流密度法

采用电流密度检测时,可根据实测电流密度计算钢筋锈蚀深度。

4、锈胀裂缝法

对于已经锈胀开裂的结构构件,可根据锈胀裂缝宽度按式推算钢筋锈蚀深度,但宜用直接破型法进行校核和修正。

5、破损检测法

破损检测时宜选择保护层空鼓、锈胀开裂或剥落等钢筋锈蚀严重的部位,房屋安全鉴定员根据锈蚀钢筋的有效截面积和锈前公称截面积计算钢筋的截面锈损率,或根据锈蚀钢筋净重和锈前公称质量计算钢筋的失重率。


钢筋锈蚀的防御措施

( 1) 增加保护层厚度。

可以推迟由碳化引起的钢筋锈蚀; 还可以减缓氧气扩散,减慢由氧气扩散控制的钢筋锈蚀; 同时还可以减缓氯离子 在混凝土中的渗透量。

(2) 适当增加混凝土的搅拌时间和振捣力度等。

最大限度提高混凝土的密实度,降低混凝土的孔隙率,减缓混凝土 的碳化速度,减缓有害离子的传递速度甚至可以阻止有害离子的扩散。

(3) 控制混凝土中的最大水灰比和最小水泥用量。

在混凝土中掺入适宜 的减水剂,减小混凝土中水的含量。

(4) 添加钢筋阻锈剂。

钢筋阻锈剂是混凝土外加剂的一种,添加钢 筋阻锈剂是钢筋锈蚀长期防护的有效措施之一,掺入混凝土或灌浆中能提高混凝土结构自身的保护能力,使钢筋表面的钝化膜更为完整、致 密。但是,必须注意的是采用阻锈剂同时应使用低渗透性混凝土,以防止阻锈剂流失。

(5) 环氧涂层钢筋。

常用的钢筋表面涂层有环氧树脂涂层和镀锌 等,其中环氧树脂涂层钢筋应用最为广泛,它是在钢筋表面涂保护膜,隔离钢筋与腐蚀介质的接触。可以与钢筋阻锈剂联合使用,但在复杂 的交叉部位,钢筋弯曲时存在较大的应力,会影响到环氧树脂涂层钢筋的粘结性,则不宜使用环氧涂层钢筋。

(6) 阴极保护。

阴极保护常作为一种补助措施来防止混凝土中钢 筋的腐蚀。阴极保护可以应用外加电流的方法,也可以将比铁更活泼的金属与铁相连。但是阴极保护应在克服其自身缺陷的条件下采用, 否则也会加速钢筋的锈蚀,起到负面的作用。

(7) 混凝土外涂层。

混凝土表面涂层是降低氯离子渗透速度和混凝 土碳化速度的有效辅助措施。混凝土外涂层基本上可以分为侵入型和隔离型两种,它可以包括薄涂层、复合型涂层或厚涂层、渗透型涂层等。

(8) 采用高强度混凝土。

高强度混凝土可以降低氯离子在混凝土 中的渗透速率,同时还可以增加混凝土的电阻率增加,延迟腐蚀的开始和降低腐蚀开始后的速率。


钢筋锈蚀仪的使用方法

1、预热:接通电源,预热 15 分钟,以使仪器工作在稳定状态。

2、校准:指电流表零点校正。接通电源,预热 15 分钟后,按下“校准”键(11)“通一断” , 开关(13)置于“断”的位置,电流量程(2)置于 2mA 档,如电流表(3)显示不为 0.000 可调节前面板上的“调零”键(12) ,使电流表显示为 0.000。

3、电极开路电位测量:即研究电极自然腐蚀电位测量,将电极输入(1)的引线连接到电解 池体系, “通-断”开关(13)置于“断”位,接通电源(14) ,打开电源开关(15) ,预热 15 分钟后按下“恒电位”键(8) ,电流键(11)“参比”键(5) ,数字表(4)显示即为参 比电极相对于研究电极的开路电位,即研究电极的自然腐蚀电位,但符号相反。

4、恒电位极化测量:按照上述第 3 项完成自然腐蚀电位测量后,接着按下“给定”键(5) , 此时数字表(4)显示的给定电位值,调节恒电位给定电位之粗调键(6)和细调键(7) ,使 数字表(4)显示给定电位值,与自然腐蚀电位值相等。

钢筋锈蚀仪“通-断”关开(13)置于“通”的 位置,此时辅助电极的电路接通,仪器开始实施恒电位运作,参比电位被立即恒等于给定电 位,现在便可进行以自然腐蚀电位为起点的恒电位极化测量。 稳态恒电位极化测量:按上“给定”键(5) ,根据恒电位极化测量工作的实验规定,调节恒 电位给定电位之粗调键(6)和细调键(7) ,使数字电位表(4)显示为规定的电位值,此时 若按下“参比”键(5) ,数字电位表(4)显示的参比电位应与给定的电位相等在此给定电 位值下保持实验规定的极化时间后,从数字电流表(3)上读取相对应的极化电流值。或者 根据实验规定,在此给定的电位值下保持极化,至数字电流表(3)显示的电流值相对稳定 3 后读取相对应的极化电流值。


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