1 鋼筋銹蝕對的影響
水工混凝土中鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土
耐久性的一個重要問題,也是水工建筑物安全鑒定過程中經(jīng)常遇到的問題。多年來,許多水利工程由于耐久性不良引起的工程損壞事例不斷發(fā)生,由此帶來的工程損失和處理費用也迅速增加,相應的經(jīng)濟損失已不可忽視。在水工建筑物安全鑒定過程中,常遇到大壩、水閘、渡槽、橋梁等鋼筋混凝土
因鋼筋銹蝕引起的混凝土膨脹開裂,混凝土保護層脫落的現(xiàn)象很多,使得
承載力下降,有些危及安全,必須引起高度重視。
鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土
性能的影響主要體現(xiàn)在三方面。其一,鋼筋銹蝕直接使鋼筋截面減小,從而使鋼筋的承載力下降,極限延伸率減少;其二,鋼筋銹蝕產(chǎn)生的體積比銹蝕前的體積大得多(一般可達2~3倍),體積膨脹壓力使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生拉應力,發(fā)生順筋開裂,使
耐久性降低;其三,鋼筋銹蝕使鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力下降。因此,鋼筋銹蝕對
的承載力和適用性都造成了嚴重影響,由此帶來的維修與加固費用也是相當昂貴的。為此,結(jié)合水工建筑物安全檢測實踐,開展了水工混凝土中鋼筋銹蝕檢測技術(shù)及應用研究,目的是為水工建筑物的安全評價提供科學的依據(jù)。
2 檢測原理及方法
2.1 檢測原理
關(guān)于混凝土中鋼筋銹蝕狀態(tài)的無損檢測,目前,國內(nèi)外只能進行定性測量,常用的方法是半電池電位法。鋼筋在混凝土中銹蝕是一種電化學過程。此時,在鋼筋表面形成陽極區(qū)和陰極區(qū)。在這些具有不同電位的區(qū)域之間,混凝土的內(nèi)部將產(chǎn)生電流。鋼筋和混凝土的電學活性可以看作是半個弱電池組,鋼的作用是一個電極,而混凝土是電解質(zhì),這就是半電池電位檢測法的名稱來由。
半電池電位法是利用“Cu+CuSO
4飽和溶液”形成的半電池與“鋼筋+混凝土”形成為半電池構(gòu)成一個全電池系統(tǒng)。由于“Cu+CuSO
4飽和溶液”的電位值相對恒定,而混凝土中鋼筋因銹蝕產(chǎn)生的化學反應將引起全電池的變化。因此,電位值可以評估鋼筋銹蝕狀態(tài)。
2.2 檢測方法
檢測前,首先配制Cu+CuSO
4飽和溶液。半電池電位法的原理要求混凝土成為電解質(zhì),因此必須對鋼筋混凝土
的表面進行預先潤濕。采用95ml家用液體清潔劑加上19L飲用水充分混合構(gòu)成的液體潤濕海綿和混凝土
表面。檢測時,保持混凝土濕潤,但表面不存有自由水。
將CANIN鋼筋銹蝕測定儀的一端與混凝土表面接觸,另一端與鋼筋相連,當鋼筋露出
以外時,可以方便地直接連接。否則,需要首先利用鋼筋定位儀的無損檢測方法確定一根鋼筋的位置,然后鑿除鋼筋保護層部分的混凝土,使鋼筋外露,再進行連接。連接時要求打磨鋼筋表面,除去銹斑。根據(jù)半電池電位法的測試原理,為了保證電路閉合以及鋼筋的電阻足夠小,測試前應該使用電壓表檢查測試區(qū)內(nèi)任意兩根鋼筋之間的電阻小于1。
檢測時,根據(jù)用鋼筋定位儀測定的鋼筋分布確定測線及測點,測點的間距為10~20cm。用CANIN鋼筋銹蝕測定儀逐個讀取每條測線上各測點的電位值,在至少觀察5min時,電位讀數(shù)保持穩(wěn)定浮動不超過±0.02V時,即認為電位穩(wěn)定,可以記錄測點電位。