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水利水电技术第47卷2016年第9期
水利工程钢筋锈蚀检测应用研究
冯文甫
(华北水利水电大学,河南郑州450045)
摘要:以南湾滩区淮河渡槽钢筋銹蚀检测为例,探讨了钢筋锈饿的评估方法及该方法的实用性,阐
述了混凝土碳化和氯离子侵蚀机理及其影响因素,分析了各因素对混凝土损坏过程的影响。此外,概
述了混凝土结构中钢筋锈蚀的机理和其他影响因素;提出了关于钢筋锈饿的评估方法,评估了该工程
钢筋銹蚀程度。
关键词:钢筋混凝土结构;耐久性;钢筋锈蚀;评估方法
doi:10.13928/ j. cnki. brahe.2016.09.023
中图分类号:TV698.19
文献标识码:B
文章编号:1000-0860(2016)09-0114-03
Study on application of corrosion detection to reinforcement of water works
FENG Weft
(North China Univesity of aer Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, Henan, China
Abstract By taking the detection made on the rein orcement corosion of Huaihe River crusing aqueduct in Nanwan Irrigation Di.
trict as the study case, the the method for evaluating reinforcement corrosion and its practicability are discussed erein and the the
mechanisms of concrete carbonization and chloride corrosion as well as their impacts are expatiated, and then the impacts from all
the factors concemed on the damage process of concrete are alsn analyzd. Furthermore, the mechanism of the corrosion of the rein-
forcement in concrete structues as well as the other impacting faco a summaized, from which a method for evaluating reinforce-
ment cormsion is r, wheter he corson de of he ifor in the waer works sealed with this method
能研究和构件承载力变化研究。混凝土中的钢筋锈蚀
研究背景
是造成混凝土耐久性损伤的最重要原因,研究混凝土
水工建筑物建造大多选择采用钢筋混凝土结构,中的钢筋锈蚀是分析现有结构性能退化及耐久性评估
但当钢筋遭到锈蚀破坏时,给混凝土性能带来的不仅的关键工作,对于预测混凝土结构的使用寿命和剩余
仅是机械强度的损失,由于钢筋锈蚀产物的体积比钢寿命具有非常重要的现实意义。目前主要的锈蚀模型
筋大2.5~3倍,致使混凝土内产生体积应力,可能有 Bazant模型、 Morinaga模型?、牛获涛基于
导致混凝土产生裂缝、剥落等破坏,因而在诸多影响磯化的锈蚀模型和金伟良模型们等预测模型。
混凝土耐久性的因素中,钢筋锈蚀位于首位。在水工
2混凝土中钢筋锈蚀原理和检讽技术
建筑物安全鉴定过程中,常遇到大坝、水闻、渡槽、
桥梁等钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀2.1钢筋锈蚀原理
开裂,混凝土保护层脱落等现象,使得结构承载力下
钢筋的锈蚀过程是一个电化学反应过程。混凝土
降,甚至危及工程安全。因此,钢筋混凝土结构耐久空隙中的水分通常以饱和氢氧化钙溶液的形式存在。
性问题是一个迫切需要解决的重要问题。
钢筋混凝土结构耐久性的研究主要包括三个方收稿日期:20605.30
面:混凝土锈胀开裂研究、锈蚀钢筋与混凝士粘结性作者简介:冯文甫(194-),男,本科生。
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tesources and Hydropower Engineering Vol. 47 No 9
万方数据
冯文甫∥水利工程钢筋锈蚀检测应用研究
在强碱性环境中,钢筋表面形成钝化膜,阻止钢筋进
表1钢筋锈蚀状况测试方法比较
步锈蚀。因此,施工质量良好、没有裂缝的钢筋混
凝土结构,即使处在海洋环境中,钢筋基本上也不发
测试方法测试速度准确性连续跟踪、检测形式现场检测
原位测量
生锈蚀。但是,当钢筋表面的钝化膜受到破坏成为活
分析法
慢慢
高
否
破损
化态时,钢筋就容易锈蚀。钢筋锈蚀的原因既有内在物理法
较高是非破损
因素,也有外在因素:内在因素主要由混凝土的密实
电化学法「快
高
是
非破损
是否是
度、混凝土的保护层厚度以及混凝土的液相组成;外
在因素主要是指混凝土结构周围介质的腐蚀影响。
础双柱式单排架,U型薄壳渡槽。槽身两端各有厚0.3
2.2钢筋锈蚀检测方法
m的T型肋一道。槽身四角肋底有0.3mx0.5m钢板
目前,钢筋锈蚀检测方法较多,大体可分为两大各一块与排架柱顶预埋板平面结合。采用自然电位法
类:破损检测技术和无损检测技术。
即为半电池电位法,检测项目为钢筋锈蚀状况以及对存
2.2.1破损检测技术
在问题提出处理措施。根据半电池电位法的测试原理,
混凝土破损检测是去掉混凝土保护层后,观察钢测试前使用多用表检査测试区内任意两根钢筋之间的电
筋的绣蚀情况,再测定钢筋因锈蚀造成的横截面积損阻小于1。钢筋电位与锈蚀状态判别标准如表3所列。
失率和质量损失率,也可以通过重力分析法分析钢筋
钢筋锈蚀度检测采用电化学法进行,从检测结果
的锈蚀情况。这种方法的优点是直观、准确性高,缺数值来看,电位值在-350~-200mV间所占概率最
点是损伤结构、检测范固以及代表性有限。
大,在68%~96%之间,判断裸露钢筋发生锈蚀的
2.2.2无损检测技术
概率大于50%,且局部有蚀坑现象。从检测结果来
无损检测在检测过程中对构件的损伤比较小或无看,南湾灌区淮河渡槽因建设时间长,渡槽内部槽身
损伤,这是钢筋锈蚀检测的发展方向。无损检测可分底板因冲蚀,裸露钢筋较多且锈蚀严重;槽体上部栏
为分析法、物理法和电化学法。分析法是根据现场测杆部分断裂或缺失;考虑到淮河渡槽在南湾灌区灌溉
量钢筋混凝土自身影响钢筋锈蚀的因素和影响钢筋锈引水中的重要作用,上部人行桥兼做淮河两岸交通桥
蚀的外部环境因素及不同时期等影响因子数据,分析梁的作用,一旦出现问题,将造成严重的经济和人员
推断钢筋的锈蚀情况;物理法是通过测定钢筋锈蚀引损失,建议拆除重建。
起物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀情况,包括电阻
在现场检测的基础上,可考虑以下因素对钢筋锈
棒法、射线法、声发射探测法、红外热像法以及基于蚀情况做出整体评估:
磁场的检测方法等。电化学方法是通过测定钢筋混凝
(1)混凝土结构外观质量。外观质量能直接反映