混凝土结构物中钢筋腐蚀的检测与修复技术

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

摘　要： 介绍近年国内外用于钢筋腐蚀的检测方法和修复技术， 检测方法主要包括破损法和非破损法， 修复技术主要包括补丁法、电化学氯化物萃取技术及再碱化技术等。 
    关键词： 钢筋腐蚀； 结构物； 检测方法； 修复技术 

    伴随着水泥混凝土特别是钢筋混凝土这种建筑材料的问世和大量使用， 钢筋混凝土的腐蚀已逐渐成为一个世界性的问题。在1991 年召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上， Mehta 教授在其主旨报告《混凝土耐久性——五十年进展》中把钢筋腐蚀列为混凝土结构破坏的首要原因。因此， 如何有效地检测混凝土中钢筋锈蚀状况并对其进行有效的修复就显得十分重要了。本文对目前国内外常用的一些针对结构物钢筋腐蚀的检测方法及其修复技术进行了归纳总结， 供业内人士参考。 
    1、结构物中钢筋腐蚀的检测方法 
    用于结构物中钢筋腐蚀的检测方法， 按对结构物的损伤状况可分为破损检测和无损检测两大类，按检测技术可分为物理和电化学两大类。 
    1.1 破损检测 
    破损检测也是物理检测方法的一种， 一般是在钢筋锈蚀比较严重的情况下进行， 如结构物中的混凝土或抹灰层由于钢筋锈胀力而导致了明显的空鼓、开裂甚至脱落等现象， 为了进一步定量确定钢筋锈蚀的情况， 就需要对结构进行破损检测。该法是利用外力将结构物中已部分破坏的混凝土凿开， 直至露出钢筋表面， 通过肉眼（视觉法） 来观察钢筋的锈蚀情况， 必要时还可通过截取部分锈蚀最严重的钢筋， 通过截面积损失率或重量损失率来计算钢筋的锈蚀率。 
    破损检测是目前工程中应用较普遍的一种检测结构物中钢筋锈蚀的手段， 也是修复钢筋锈蚀结构的一种方法。但该法也存在一定的局限性， 就是会对结构物造成较大的损伤， 且由于是“点”的检测， 故检测范围和数量及其代表性均受到限制。 
    1.2 无损检测 
    为了不使结构物产生过大的损伤， 人们在工程实践中逐渐研究开发出无损检测， 该法通常又分为物理检测和电化学检测两大类， 前者包括电阻棒法、涡流与磁通减量（涡流探测） 法、声发射探测法、射线法、红外热像法等， 后者则包括自然电位法、交流阻抗谱法、线性极化法（或极化电阻法） 、恒电量法、混凝土电阻法、电流阶跃法等。 
    ⑴ 电阻棒法 
    通过测量钢筋锈蚀使钢筋截面积和表面状态变化引起的电阻值状况， 利用导电原理间接推算钢筋的剩余面积。该法通常是在浇注混凝土结构时预先埋设电阻探头， 较适用于均匀腐蚀的场合， 对于以局部腐蚀为特征的钢筋，则无法定量检测其腐蚀速度。 
    ⑵ 涡流探测法 
    通过测定励磁电流与发生在钢筋内的次生波的相位关系来判断钢筋锈蚀状况， 它是将一台电磁装置放在混凝土结构表面， 使其中一段钢筋达到磁饱和， 钢筋腐蚀引起的钢筋截面积损失会使磁场中出现某些异常， 经分析即可判断钢筋截面积的损失率。 
    ⑶ 声发射探测法 
    混凝土中钢筋发生腐蚀时， 腐蚀产物膨胀会产生过大的内应力， 使周围混凝土开裂， 部分能量以发射声波形式释放， 用声发射探头可灵敏地检测发射源位置与强弱。声发射探测法是利用传感器接收钢筋锈蚀引起周围混凝土开裂释放的弹性应力波， 从而确定钢筋发生锈蚀膨胀的确切位置。但它存在的问题是很难避免其它声波发射的干扰， 故很难建立钢筋腐蚀活性高低与声波发射强度的相关性。 
    射线法是通过拍摄混凝土中钢筋的X、γ射线照片， 直接观察钢筋的锈蚀情况。红外热像法通过测量混凝土表面温度分布来分析钢筋锈蚀位置和程度。 
    ⑷ 自然电位法 
    该法是20 世纪50 年代末以来应用最广泛的钢筋锈蚀检测方法之一， 美、日、德、英、印度等国均制定了相应的标准，我国冶金部也公布了部颁标准，各国标准不尽相同。混凝土中的钢筋与周围介质在交界面上相互作用形成双电层，并于界面两侧产生电位差，其大小能反映钢筋所处的状态， 但至今仍无法直接测得该电位值。自然电位法通过测定钢筋电极对参比电极的相对电位差来判明钢筋的锈蚀状况，其优点是设备简单、价格低、操作方便， 对混凝土中的钢筋腐蚀体系无干扰， 实验室与现场检测均可采用。该法现场检测根据实际情况可采用单电极法或双电极电位梯度法，分别适用于钢筋端头外露和不外露的构件。但该法的最大缺点是仅能从热力学角度定性判断钢筋锈蚀的可能性，而不能应用于定量测量；混凝土干燥或表面有非导电性覆盖层时，因不能形成回路而不宜采用； 钢筋电极电位受环境相对湿度、水泥品种、水灰比、保护层厚度、氯离子含量、碳化深度等因素影响，因此这种评定方法较为粗糙。