半电池电位法在水工混凝土钢筋锈蚀检测中的应用.pdf

广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES& HYDROPOWER ENGINEERING2014(6
大坝监测
半电池电位法在水工混凝土钢筋锈蚀检测中的应用
满志强
(广西水利科学研究院,广西南宁530023)
摘要」半电池电位法检测设备简单、现场检测快捷,广泛应用于水工混凝土结构剝筋锈蚀检测。为此,在讲解半
电池电位法检测原理的基础上,结合工程实例介绍了半电池电位法现场检测水工混凝土建筑物钢筋锈蚀的方法
数据处理和结果分析。针孔取样验证结果表明:半电池检测结果与现场取钢筋检査结果一致
关鍵词]混凝土;钢鮸;锈蚀;半电池电位法;检测
[中图分类号」TV698.21[文献标识码」B{文章编号」1003-1510(2014)06-0092-05
电位偏负。检测过程中使用“铜硫酸铜饱和溶液”
概述
半电池,与“钢筋+混凝土”半电池构成个全电池
水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结系统。在全电位系统中,由于“铜+硫酸铜饱和溶
构耐久性一个重要原因,也是水工建筑物安全鉴定液”的电位值相对恒定,而混凝土中的钢筋因锈蚀
过程中经常遇到的问题。多年来,水利工程中由于产生的电化学反应会引起全电池电位的变化,然后
钢筋锈蚀引起的工程损坏事例时有发生,由此出现根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈
较多的工程事故和带来较大的经济损失。水工混蚀状态
凝土中钢筋锈蚀对混凝土结构的影响主要体现在32.2方法
方面:①钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小,从而使钢
检測前,先配制Cu+CuSO4饱和溶液(以有少量
筋的承载力下降,极限延伸率减少;②钢筋锈蚀产Cu+CuSO.结晶体沉淀为准)。半电池电位法的原理
生的体积比锈蚀前的体积大得多,体积膨胀压力使要求混凝土成为电解质。因此,必须对钢筋混凝土
钢筋外围混凝土产生拉应力,发生顺筋开裂,使结结构的表面进行预先润湿。采用适量家用液体清
构耐久性降低;③钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的洁剂(或洗衣粉)加上饮用水充分混合构成的液体
粘结力下降。由此可见,钢筋锈蚀对结构的承载力充分润湿钢筋锈蚀测定仪测试端海绵和混凝土结
和适用性成严重影响不容忽视,开展水工混凝土中构表面。检测时,保持混凝土湿润,但表面不能有
钢筋锈蚀检测,可为水工建筑物安全评价提供科学自由水。根据半电池电位法的测试原理,无法保证
依据。
电路闭合以及钢筋的电阻足够小时,测试前应该使
用多用表检査测试区内任意两根钢筋之间的电阻
2检测原理与方法
小于1。将钢筋锈蚀测定仪的湿润海绵端与混凝土
2.1原理
表面接触,另一端与钢筋相连,当测区附近有钢筋
半电池电位法是钢筋锈蚀无损检测中的一种露出结构以外时(确认该钢筋与测区钢筋是连接
电化学方法,是通过测量钢筋的白然腐蚀电位判断的),可以方便地直接连接,否则,需要在测区附近
钢筋的锈蚀程度。腐蚀电位是钢筋上某区域的混凿除钢筋保护层部分的混凝土,使钢筋外露,再进
合电位,反映了金属的抗腐蚀能力。混凝土中的钢行连接,最好选在钢筋网的节点处。连接时要求打
筋的活化区(阳极区)和钝化区(阴极区)显示出不磨钢筋表面,除去锈斑或钝化层,使线路与钢筋新
同的腐蚀电位,钢筋在钝化时,腐蚀电位升高,电位鲜的面接触。
偏正;由钝态转入活化态(锈蚀)时,腐蚀电位降低,
检测时,根据钢筋分布确定测线及测点位置,
[收稿日期】2014-10-08[修回日期]2014-10-22
作者简介]满志强(1983-),男,湖北鄂州人、广西水利科学研究院工程师,学士,从事水利水电T程岩土试验研究和工程质量检测工作
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测线和测点间距一般为钢筋间距,用钢锈蚀置测定
∠水流方向
仪读取每条测线上各测点的电位值,读数保持稳定
进水口
进水口(右)T-2测区
后,记录保存电位值。
1测区
中
心
3工程实例
线
3.1工程概况
南华二糖厂泵站位于田东县平马镇合恒村右
T-3~5测区y
江左岸河边,该泵站于1993年建成,为圆筒式固定
-7测区
测区
泵房,泵房底板和圆筒壁均采用现浇钢筋混凝土整
出水口(左)
体结构,泵站装机6台水泵机组。因下游鱼梁航运
图2泵站筒壁检测区平面位置布置示意图
水流方向
枢纽建成后,抬高了河道的常态水位,对库区内沿
河取水的泵站等生产生活用水取水设施均产生不
同程度的影响,为了确保不影响生产企业的正常运
工-7区
マ101.4
T-6测
转,保证南华二糖厂泵站在鱼梁水库蓄水后能正常
99,4
-5测区
运行,对南华二糖厂泵站泵房建筑物进行安全评价
4测
检测,泵站泵房筒壁钢筋混凝土钢筋锈蚀检测是检
T-3测測区
测内容之一,泵站筒壁外观见图1。
2测区
マ93.7
图3泵站筒壁检测測区布置剖面示意图
测点
钢筋
图1泵站筒壁外观
3.2检测使用的仪器设备
纵
向
泵站泵房筒壁钢筋混凝土钢筋锈蚀检测使用
钢
筋
的主要仪器设备有:KON-XSY型钢筋锈蚀仪、
间
KON-RBL.(D+)型钢筋位置及保护层测定仪、混凝
横向钢筋间距20cm
土钻孔取样机,等。
图4泵站筒壁钢筋分布及半电池电位法测区测点布置示意图
3.3现场检测
3.3.1测点布置
直,并施加适当的压力,测试并保存各测点电位值。
在筒壁四周不同高程布置7个测区进行检测,待所有测区均测试完毕之后,对凿开钢筋处的混凝
每个测区20个测点。先用钢筋位置测定仪在混凝土进行修补然后在电脑内导出数据进行处理分析。
土表面进行扫描,确定钢筋的分布,并做好标记,然3.4数据处理及结果分析
后根据钢筋的分布情况,确定钢筋锈蚀检测的测点3.4.1电位数据等值线图
位置,测区布置见图2、3,钢筋分布及测点布置见图4
泵房筒壁所检测7个测区的电位等值线见图
3.3.2电位测试
5~11。电位等值线图是根据测区内各测点测试的
按照检测方法配置好Cu+CaSO.饱和溶液,连电位数据绘制的测区内电位等值线。图中x轴、y轴
接主机与电位电极和主机与金属电极,之后开机,代表测区内测线的走向(测区内横向、纵向钢筋的
设置“测区号”,“测点间距”,“测试类型”,“环境温走向),数字代表测区内相对位置的电位值(单位为
度”参数,把金属电极夹住凿开的钢筋,把电位电极mV),通过电位等值线图可以了解和分析被检测构
放在测区测点上,使电位电极与测试混凝土表面垂件的锈蚀分区和走向。