【CN209784255U】一种监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920578495.4

(22)申请日 2019.04.25

(73)专利权人 青岛理工大学

地址 266033 山东省青岛市抚顺路11号

(72)发明人 冯光岩　金祖权　李宁　袁帅　

邵爽爽　蒋继宏　李树鹏　李师财　

(74)专利代理机构 北京五洲洋和知识产权代理

事务所(普通合伙) 11387

代理人 刘春成　刘素霞

(51)Int.Cl.

G01N 27/82(2006.01)

(54)实用新型名称

一种监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型

传感器装置

(57)摘要

本实用新型提供一种监测大体积混凝土内

钢筋锈蚀的新型传感器装置，所述新型传感器装

置包括：监测探头、不锈钢架和手持式采集设备，

所述监测探头用于监测预埋碳钢磁场响应的变

化，将钢筋锈蚀电磁场变的磁信号转换为电信

号；所述监测探头固定在不锈钢架上；所述监测

探头有多个；所述不锈钢架由多个不锈钢筋通过

套管组装而成，可灵活拆卸，所述不锈钢架从混

凝土表面向混凝土内部的受力钢筋处延伸并倾

斜设置；所述手持式采集设备与所述监测探头通

过导线连接，将所述监测探头的钢筋锈蚀电磁场

变的磁信号输出至手持式采集设备并显示。本实

用新型的传感器装置可在工程中大体积混凝土

中应用，操作性强，

便于工业化推广使用。权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 209784255 U 2019.12.13

C N 209784255

U

权　利　要　求　书1/1页CN 209784255 U

1.一种监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述传感器装置包括：

监测探头，所述监测探头包括导磁材料、磁体、霍尔元件和单片机；所述导磁材料呈C 型，所述磁体设置于所述导磁材料上，为监测磁场响应变化提供磁场源；所述霍尔元件设于所述导磁材料开口处的一端，用于将电磁场变的磁信号转变为电信号；所述单片机收集所述霍尔元件产生的电信号，将电信号从模拟转换为数字；所述监测探头的开口处设有预埋碳钢，所述监测探头监测所述预埋碳钢磁场响应的变化，将所述预埋碳钢的电磁场变的磁信号转换为电信号；

不锈钢架，所述不锈钢架包括多个不锈钢筋，多个不锈钢筋通过套管连接形成长条形不锈钢架，所述不锈钢架设于混凝土内，所述监测探头连接在所述不锈钢架上，所述不锈钢架从混凝土表面向混凝土内部的受力钢筋处延伸并倾斜设置；

手持式采集设备，所述手持式采集设备设于混凝土外部，通过导线与所述监测探头连接，所述监测探头电磁场变产生的电信号输出至所述手持式采集设备并显示出相关数据。

2.如权利要求1所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述不锈钢架呈倾斜设置，且所述不锈钢架的倾斜位置与水平面夹角为15-60°。

3.如权利要求2所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，多个所述监测探头在所述不锈钢架上等间距分布。

4.如权利要求3所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述监测探头设置有2-6个，每个所述监测探头内均设置有所述预埋碳钢。

5.如权利要求1所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述受力钢筋上也设置有所述监测探头。

6.如权利要求1所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述磁体为永久性磁体。

7.如权利要求1所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述监测探头设有外壳体，所述外壳体为塑料外壳。

8.如权利要求7所述的监测大体积混凝土内钢筋锈蚀的新型传感器装置，其特征在于，所述监测探头的所述外壳体上设有卡孔，所述监测探头与所述不锈钢架通过所述卡孔可拆卸连接。

2

锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响

低温建筑技术2012年第11期（总第173期） 锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响 仲济波 （镇江市工程勘察设计研究院，江苏镇江212000） 【摘要】采用钢筋混凝土结构最常用的变形肋钢筋和光圆钢筋进行拔出试验，钢筋的锈蚀率为0 12.2%，钢筋锈蚀采用电化学加速锈蚀方法，研究了钢筋表面形状和锈蚀率对粘结力的影响，试验结果表明：在低 锈蚀率时，两种类型钢筋与混凝土的粘结力有所提高，随着锈蚀率的增加，钢筋的粘结力急剧下降；变形肋钢筋试 件的破坏模式均为劈裂破坏，光圆钢筋在无锈蚀和较高锈蚀率时，发生钢筋拔出破坏，在低锈蚀率时，发生劈裂 破坏。 【关键词】钢筋混凝土；劈裂破坏；锈蚀；粘结力 【中图分类号】TU528.57【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2012）11－0006－02 钢筋与混凝土的粘结力是其能够共同工作的关键点，但是钢筋混凝土结构在其使用过程中，混凝土中钢筋容易发生锈蚀，钢筋锈蚀使得钢筋截面减小，降低了钢筋的力学性能，钢筋表面产生的锈蚀产物，其体积是原来的2 6倍，使得钢筋周围混凝土产生环向拉应力，随着钢筋锈蚀率的增加，混凝土保护层产生顺筋裂缝，从而降低钢筋与混凝土间的粘结强度［1，2］。混凝土对钢筋的摩擦力减小，因此降低了钢筋混凝土结构的承载力和使用寿命，例如北京西直门立交桥1980年建成通车，使用一段时间后，保护层剥落露筋，钢筋严重锈蚀，其主要原因为冬季为清除冰雪而撒的除冰盐和盐水，使得氯离子有机会渗透到混凝土中，使得钢筋严重锈蚀，因为损伤严重，危及安全，于1999年不得已拆除重建，使用不到20年；同样近海钢筋混凝土结构长期受到氯离子侵蚀，混凝土保护层开裂、钢筋锈蚀等现象普遍非常严重，锈蚀钢筋与混凝土的粘结力是评估锈蚀钢筋混凝土结构承载力的关键［3－5］。 由于光面钢筋和变形钢筋是现在钢筋混凝土结构最常用的钢筋形式，并且其表面形状不同，文中通过电化学加速锈蚀方法对钢筋进行锈蚀，对不同锈蚀率的钢筋与混凝土进行拔出试验，钢筋采用变形肋钢筋和光圆钢筋两种，研究了不同锈蚀率对不同钢筋的粘结力的影响，为目前钢筋混凝土结构的耐久性评估和鉴定提供依据。 1试验概况 1．1试验试件 试件采用混凝土材料为32.5级普通硅酸盐水泥、天然中砂和粒径小于20mm的碎石，试件采用混凝土长方体试件，试件尺寸为150mm?100mm?100mm，将直径为16mm的钢筋浇筑于长方体的中心位置，钢筋采用变形肋钢筋和光圆钢筋，钢筋设计粘结长度为50mm，钢筋无粘结部分均用环氧树脂涂层，避免其发生钢筋锈蚀，在试件的两端位置，采取塑料套管包裹钢筋，模拟无粘结段，试件的具体尺寸如图1所示，混凝土配合比为水泥?水?砂?石=1?0.44?1.27?2.70，混凝土浇筑时，掺加1%水泥质量的氯化钠，并预留混凝土立方体试件，标准养护28d后，实测混凝土立方体平均抗压强度为33.5MPa 。 1．2钢筋锈蚀 实际钢筋混凝土工程中，钢筋锈蚀速度很慢，为了达到较高的钢筋锈蚀率，需要数年的时间，为了在较短时间内获得期望的钢筋腐蚀率，实验室通常采用电化学加速锈蚀的方法进行钢筋锈蚀，钢筋的理论锈蚀率设定为0%，3%，6%，9%和15%，采用法拉第定律进行计算，如式（1）所示，钢筋在通电锈蚀前，将钢筋混凝土试件放入5%的氯化钠溶液中1d，使得氯化钠溶液能够渗透到钢筋表面，将试件中的钢筋用导线与恒流电源的阳极相连，而恒流电源的阴极则与溶液中的铜片相连，通过氯化钠溶液形成回路，使阳极的钢筋发生锈蚀。 Δm=（A·I·t）/Z·F（1） 式中，Δm为阳极金属的质量损失，g；M为铁的摩尔质量，56g/mol；I为锈蚀电流强度，A；t为锈蚀持续时间，s；z为阳极反应电极化学价（铁为+2）；F为法 6

钢筋混凝土防腐蚀

钢筋混凝土防腐蚀 （上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司） 摘要：介质对钢筋混凝土的腐蚀机理，根据规范要求提出防腐蚀措施。 关键词：腐蚀机理；钢筋混凝土；基础 1 引言 钢筋混凝土基础埋置于地下，接触到的腐蚀性介质主要是腐蚀性水和污染土。如果地下水对砼具有腐蚀性，设计师就需要进行防腐蚀设计。 2 钢筋混凝土的腐蚀机理 钢筋混凝土的腐蚀分为两部分；一部分是混凝土的腐蚀，另一部分是钢筋的腐蚀。 混凝土受腐蚀的类型有结晶类腐蚀，分解类腐蚀及结晶分解复合类腐蚀。结晶类腐蚀指水或土中某些盐类浸入混凝土的毛细孔中，经干湿交替作用盐溶液浓缩至饱和，当温度下降时析出盐晶体，晶体不断积累膨胀或与混凝土中某些成分相结合生成新的结晶物质膨胀，致使混凝土破坏。分解类腐蚀指水或土中的盐类与混凝土的化学成分反应生成易溶盐，被溶解或被水带走，从而使混凝土分解破坏。结晶分解复合类腐蚀指水或土中的盐类对混凝土既有结晶破坏又有分解破坏。 水或土对钢筋的腐蚀主要为电化学腐蚀和酸类的腐蚀。电化学腐蚀是指钢铁表面各部位受不同的物理或化学条件作用，形成电位差产生腐蚀电流，使钢铁被氧化导致锈蚀破坏。酸类的腐蚀是指水、土中的酸类对钢铁的化学溶蚀居多，它是因与电介质接触的金属表面形成大量短路微电池的作用而引起的。 当钢筋所处环境中含有氯离子等杂质时，会大为加快上述电化学腐蚀的速度，其作用原因为：①破坏金属钝化膜：当混凝土中存在氯离子等有害杂质时，可使混凝土局部的PH值降低，造成钝化膜的局部破坏，电化学腐蚀可以进行；②导电作用：腐蚀微电池的要素之一是要有离子通路，氯离子和硫酸根离子的存在，降低了混凝土中的电阻，从而加速了钢筋的电化学腐蚀过程；③阳极去极化作用：氯离子还会加速电化学腐蚀的阳极反应过程，其原理是将阳极反应生成的Fe2+“搬走”，使阳极反应得以顺利进行，也就加速了钢筋的腐蚀过程。同时在这些过程中，氯离子并未被消耗，也即凡进入混凝土中的氯离子均会周而复始地起作用，其危害非常大，建筑物中的金属腐蚀很大程度是由于氯离子造成的。 各主要腐蚀指标（介质）的腐蚀作用为： 2.1 PH值（酸碱度） PH值较小，表明水中的H+浓度相对较高，具有酸性，可与混凝土的CACO3等物质发生复分解反应，产生分解腐蚀。同时，PH值小显酸性时，会对钢铁产生酸性腐蚀。将11.5称做保护钢筋的“临界PH值”。 2.2 侵蚀性CO2（溶蚀碳酸钙） 地下水中常含有一些游离的碳酸（CO2），而水泥石中的氢氧化钙能与碳酸起化学反应，生成碳酸钙（CaCO3），碳酸钙又与碳酸起化学反应，生成易溶于水的碳酸氢钙： 如果水泥石在有渗滤的压力水作用下生成碳酸氢钙，并溶于水中被冲走，上述反应将永远达不到平衡。氢氧化钙将连续流失，使水泥石中石灰浓度逐渐降低，使硬化了的水泥石结构发生破坏。环境水中含游离碳酸越多，其侵蚀性也越强烈；若水温较高，则侵蚀速度将加快。 2.3 阴离子（HCO3-、Cl-及SO42-） 当水泥石处于软水（矿化度低于0.1g/L）中时，氢氧化钙将首先被溶解，溶出性侵蚀的强弱

钢筋锈蚀电位的检测与判定

第三节钢筋锈蚀电位的检测与判定 一、概述 混凝土碳化会使得混凝土的PH值降低，当PH值小于11时，这时混凝土中钢筋表面的致密钝化膜就被破坏，不仅如此，CaSO3、CaSO4还会与水尼水化产物中的铝酸三钙反应，生成物体积增大，从而使混凝土胀裂，这就是硫酸盐侵蚀破坏。 一旦钢筋表面钝化膜局部破坏或变得致密度差，即不完整，则钝化膜处就会形成阳极，而周围钝化膜完好的部位构成阴极，从而形成了若干个微电池。 二、半电池电位法 半电池电位法是利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测定钢筋锈蚀状态的一种方法。通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小，评定混凝土中锈蚀活化程度。 三、测量装置 1、参考电极（半电池）：本方法参考电极为铜/硫酸铜半电池。 2、二次仪表的技术性能要求 3、导线：导线总长不应超过150m，一般选择截面积大于0.75mm2的导线。 4、接触液：为使铜/硫酸铜电极与混凝土表面有较好的电接触，可在水中加适量的家用液态洗涤剂对被测表面进行润湿，减少接触电阻与电路电阻。 四、测试方法 1、测区的选择与测点布置 （1）、主要承重构件或承重构件的主要受力部位。 （2）、在测工上布置测试网格，网格节点为测点。间距可选20cm×20cm、30cm ×30cm、20cm×10cm。测点位置距构件边缘应大于5cm，一般不宜少于20个测

点。 （3）、当一个测区内存在相邻点的读数超过150mV时，通常应减小测点的间距。（4）、测区应统一编号。 2、混凝土表面处理 用钢丝刷、砂纸打磨测区混凝土表面，去除涂料、浮浆、污迹、尘土等，并用接触液将表面润湿。 3、二次仪表与钢筋的电连接 （1）、铜/硫酸铜电极接二次仪表的正输入端；钢筋接负输入端。 （2）、局部打开混凝土或选择裸露的钢筋，在钢筋上钻一小孔并拧上自攻螺钉，用加压型鳄鱼夹夹住并润湿，确保有良好的电连接。 （3）、铜/硫酸铜参考电极与测点的接触。 电极前端浸湿，读数前湿润混凝土表面。 4、铜/硫酸铜电极的准备。 5、测量值的采集 测点读数变动不超过2mV，可视为稳定。重复测读的差异不超过10mV。五、钢筋锈蚀电位的一般判定标准 （1）、在对已处理的数据（已进行温度修正）进行判读之前，按惯例将这些数据加以负号，绘制等电位图，然后进行判读。 （2）按照表6-6的规定判断混凝土中钢筋发生锈蚀的概率或钢筋正在发生锈蚀的锈蚀活动程度。 结构混凝土中钢筋锈蚀电位的判定标准表6-6

混凝土中钢筋锈蚀与结构耐久性

目录 目录 (2) 引言 (4) 第一章钢筋混凝土结构的组成材料 (4) 1.1混凝土材料…………………………………………………………………………… 1.2钢筋材料..........................................................................................第二章钢筋混凝土的腐蚀原理与过程 (5) 2.1混凝土中钢筋腐蚀的基本理论 (5) 2.2混凝土中气体、水、离子的传输过程 (5) 2.3混凝土碳化诱导的腐蚀 (5) 2.4氢离子诱导腐蚀 (5) 2.5腐蚀防护知识及钢筋混凝土阻锈剂的使用 (6) 第三章混凝土成分对钢筋的影响 (6) 3.1抗碳化性能 (6) 3.2抗氢离子侵入性能 (6) 3.3胶凝材料对氢离子扩散系数的影响 (6) 3.4水泥用量对氢离子扩展系数的影响 (6) 3.5腐蚀速率的影响因素 (6) 第四章：钢筋混凝土表面处理和涂层 (7) 4.1钢筋混凝土腐蚀的原因 (7) 4.2防护与修补的方法 (7) 4.3基层处理 (7) 4.4填充混凝土中的裂缝与孔洞 (7) 4.5砂浆与混凝土 (7)

4.6混凝土表面的保护层 (7) 第五章：钢筋混凝土结构的耐久性 (8) 5.1混凝土结构的耐久性的含义 (8) 5.2提高混凝土的耐久性 (9) 结论 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13) 混凝土中钢筋锈蚀与结构耐久性 摘要：建筑工程安全性与耐久性在我国探讨话题中占据了越来越重要的地位，根据建设部近几年的调查研究发现，国内大部分地区大多数钢筋混凝土建筑物在使用寿命达到25~30年后即需大修，甚至处于严酷环境下的钢筋混凝土建筑物使用寿命仅仅只有15~20年。还有一部分工程在建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等现象。钢筋混凝土腐蚀和耐久性成为当今一大研究对象。在本文将对钢筋混凝土结构发腐蚀性和耐久性做出一系列的探讨。 关键词：钢筋；腐蚀性；耐久性

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施(标准版)

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护 措施(标准版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0623

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施(标准 版) 一.钢筋混凝土结构防腐蚀的意义 钢筋混凝土结构结合了钢筋和混凝土的优点，造价较低，在土建工程中应用范围非常广泛。在钢筋混凝土结构中，钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构过早被破坏的主要原因之一。新鲜混凝土是呈碱性的，其PH值一般大于12.5，在此碱性环境中钢筋容易发生钝化作用，使钢筋表面产生一层钝化膜，能阻止混凝土中钢筋的锈蚀。但当有二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过孔隙进入混凝土内部时和混凝土材料中的碱性物质中和，从而导致混凝土的PH值降低，就出现PH值小于9这种情况，钢筋表面的钝化膜就会被逐渐破坏，钢筋就会发生锈蚀，并且随着锈蚀的加剧，会导致混凝土保护层开裂，钢筋与混凝土之间的黏结力破坏，钢筋受力截面减少，

结构强度降低等，从而导致结构耐久性的降低。 据调查,我国20世纪90年代前兴建的海港工程,一般10～20年就会出现钢筋严重腐蚀破坏,结构使用寿命基本上都达不到设计基准期要求。我国50年代至70年代建的海港工程,高桩码头不到20年,甚至7～8年就出现严重钢筋锈蚀破坏,海工混凝土结构破坏已成为我国港口建设中不得不重视并迫切需要解决的问题。 国外学者曾用“5倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元;在发现钢筋锈蚀时采取措施需要追加维修费5美元;混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元;严重破坏时将追加维修费125美元。我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。除海洋环境本身属于强腐蚀环境因素外,环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素,致使我国混凝土结构大部分在使用10年左右即出现较严重的腐蚀破坏,给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。因此,如何采取有效的防腐蚀技术措施,防止钢筋混凝土结构过早出现钢筋锈蚀破坏,确保建

土木工程毕业论文浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响

浅谈钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响 论文摘要:钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。本文从锈蚀机理、影响因素和影响后果等方面进行了综述性讨论。 钢筋锈蚀是一个比较普遍、并且严重威胁结构安全的耐久性问题。它在影响结构物耐久性因素中，占据主导地位。美国、英国、德国和日本等国每年均花费巨资用于混凝土结构的耐久性修复，其中钢筋锈蚀占有相当大的比例。我国也有相当数量的钢筋混凝土桥梁相继进入老化期，钢筋锈蚀的研究和防治显得非常重要。 钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。钢筋锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个时期：前期是钢筋表面局部锈蚀出现锈斑、锈片等；中期是钢筋整个表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂；后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋胀裂，混凝土脱离，直至钢筋不断锈蚀，有效截面不断减小，桥梁结构承载力不断下降，钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。 一、钢筋混凝土桥梁中钢筋锈蚀机理 正常情况下，由于初始混凝土的高碱性，钢筋混凝土桥梁结构力筋表面形成一层致密的钝化膜，使其处于钝化状态。但随着环境介质的侵入，钝化膜逐渐遭到破坏，从而导致腐蚀的发

生。 力筋发生锈蚀需要三大基本要素： （一）力筋表面钝化膜的破坏； （二）充足氧的供应； （三）适宜的湿度（RH＝60～80％）。 三个要素缺一不可，第一要素为诱发条件，而腐蚀速度则取 决于氧气及水分的供应。 钢筋的锈蚀一般为电化学锈蚀。发生电化学锈蚀必须具备3 个条件： 1、在钢筋表面形成电位差； 2、在阴极部位钢筋表面存在足够的氧气和水； 3、在阳极区，使阳极部位的钢筋表面处于活化状态，即钢筋 表面的钝化膜遭到破坏。 在氧气和水的共同作用下，钢筋表面不断失去电子发生电化 学反应，逐渐被锈蚀，在钢筋表面生成红锈，引起混凝土开 裂。 对于钢筋混凝土桥梁，在一般环境条件下，钢筋的锈蚀通常 由两种作用引起：一种是混凝土碳化作用；一种是氯离子的侵蚀。二氧化碳和氯离子对混凝土本身都没有严重的破坏作用，但是这 两种环境物质都是混凝土中钢筋钝化膜破坏的最重要又最常遇到 的环境介质：混凝土碳化使混凝土孔隙溶液中的Ca(OH)2含量逐 渐减少，PH值逐渐下降，钝化膜逐渐变得不再稳定以至于完全被 破坏，使钢筋处于脱钝状态；周围环境中的氯离子从混凝土表面 逐渐渗入到混凝土内部，当到达钢筋表面的混凝土孔溶液中的游 离氯离子浓度超过一定值（临界浓度）时，即使混凝土碱度再高，pH值大于11.5值，Cl-也能破坏钝化膜，从而使钢筋发生锈蚀。 氯盐引起钢筋锈蚀的发展速度很快，远比碳化锈蚀严重，这种情 况常发生在近海或海洋环境以及冬季经常使用除冰盐的环境。

混凝土钢筋锈蚀电位检测报告

钢筋锈蚀电位检测报告 1 概况 光帮桥位于立跃公路上，东西走向，横跨鹤坡塘河，桥梁上部为预应力混凝土简支结构，下部结构为桩柱式桥墩，桥台采用重力式桥台。桥梁跨径布置为：5×20m，横向布置为：0.25m（栏杆）+0.75m（人行道）+14m（行车道）+0.75m（人行道）+0.25m（栏杆）=16m。0#桥台宽16m，地面以上高度为2.75m。 为了掌握结构混凝土的钢筋锈蚀电位检测的方法，受检测中心总工办的委托，于2010年8月26日对该桥0#桥台的钢筋锈蚀电位情况进行模拟检测。 图1.1 桥梁整体照图1.2 0#桥台 2 参照依据与检测方法 2.1 检测依据和参照 （1）《建筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）； （2）《水运工程混凝土试验规程》(JTJ 270-1998)； （3）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿）； （4）《上海市政工程检测中心委托单》（委托编号：2010JG00033）。 2.2 钢筋锈蚀电位检测方法原理 此次电位检测采用半电池电位法，半电池电位法是通过测量钢筋的自然腐蚀电位判断钢筋的锈蚀程度。腐蚀电位是钢筋上某区域的混合电位，反映了金属的抗腐蚀能力。混凝土中的钢筋的活化区（阳极区）和钝化区（阴极区）显示出不同的腐蚀电位，钢筋

在钝化时，腐蚀电位升高，电位偏正；由钝态转入活化态（锈蚀）时，腐蚀电位降低，电位偏负。 将混凝土中的钢筋看作是半个电池组，与合适的参比电极（铜/硫酸铜参考电极或其它参考电极）连通构成一个全电池系统，混凝土是电解质，参比电极的电位值相对恒定，而混凝土中的钢筋因锈蚀程度不同产生不同的腐蚀电位，从而引起全电池电位的变化，根据混凝土中钢筋表面各点的电位评定钢筋的锈蚀状态。 2.3 检测仪器 本次检测采用的主要仪器为： （1）KON-XSY型钢筋锈蚀仪（北京康科瑞公司），仪器编号：QS-111，见图2.1。 图2.1 钢筋锈蚀仪 （2）KON-RBL（D+）型钢筋位置及保护层测定仪（北京康科瑞公司），仪器编号：YP-51，见图2.2。

钢筋锈蚀对混凝土结构的影响

钢筋锈蚀对混凝土结构的影响 摘要：钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性的主要病害之一，所以防止钢筋锈蚀对提高混凝土耐久性尤为重要。本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀的原理及造成的严重影响，并提出了防止钢筋锈蚀相应措施，希望对相关工程具有一定借鉴意义。 关键词：混凝土结构；钢筋锈蚀；原理与影响；措施 引言 结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。混凝土结构中钢筋锈蚀源于在多种因素作用下(如碳化、氯离子侵蚀等)，钢筋原先在碱性介质中生成的钝化膜被渐渐破坏而失去保护作用，导致锈蚀生成的铁锈，其体积是被腐蚀掉的金属体积大3-4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂。钢筋锈蚀引起的裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度将大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。1991年在法国召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上，美国加州大学Mehta教授的主题报告“混凝土耐久性50年进展”中提出，目前钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土构件破坏的最主要的原因。基于此，对钢筋锈蚀对混凝土的影响研究势在必行[1-2]。 1 腐蚀原理与影响 钢筋锈蚀的原因有两个方面[3]：一是钢筋保护层的碳化，其碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值＞12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含CO2环境中时，由于CO2的侵入，混凝土中的氢氧化钙与CO2反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，当混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜11.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；二是氯离子的含量。据有关试验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值＞13)，只要有4～6mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。 资料表明，钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已成为世界各国普遍关注的一大灾害。混凝土中钢筋锈蚀的影响因素有：混凝土的密实度、混凝土保护层厚度、混凝土碳化、环境湿度、氯离子侵入等。在这些因素中，混凝土保护层的碳化和氯离子侵入是造成钢筋锈蚀的主要原因。钢筋锈蚀主要对混凝土结构造成影响存在以下几方面： （一）钢筋腐蚀对结构受力的影响

钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀与保护问题

钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀与保护问题 钢筋混凝土结构是现代工程界广泛应用的结构形式之一。这些钢筋混凝土建筑物和构筑物由于自然环境的恶劣或生产工艺的限制，长期受着有害介质的侵蚀作用，造成了钢筋混凝土结构的腐蚀性破坏，其损失是惊人的。因此，钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀与保护是一个十分重要的课题，必须引起工程界技术人员的广泛重视。 一、钢筋锈蚀的基本原理 钢筋混凝土是一种复合材料。在钢筋混凝土结构中，钢筋主要承受拉力，而混凝土则主要承受压力并保护钢筋免受腐蚀及火灾时高温的作用。在这种结构中混凝土是直接与周围介质接触的，若混凝土十分密实并能长期发挥保护钢筋的作用，那么，这种结构将是耐久的。 但是，工程实践中并非任何钢筋混凝土结构都能稳定并长期保护钢筋的。往往出现这样两种情况，一种情况是在结构物建造后不久钢筋很快锈蚀；另一种情况是，要经过一段时间或更长一段时间钢筋才开始锈蚀的。介质不直接破坏混凝土，而是使混凝土液相发生改变，钢筋在其内部发生锈蚀。 当钢筋以水为介质发生锈蚀时，大部分是电化学锈蚀，发生的氧化还原反应过程如下： 1.氯化物的作用。氯化物是一种钢筋的活化剂，当其浓度不高时，亦能使处于碱性混凝土介质中钢筋的钝化膜破坏。这与氯离子的高吸附性有直接关系。它置换吸附的氧破坏钝化膜而导致钢筋发生溃烂锈蚀。 2.钙盐的作用。当含卤气体，如氯化氢、氯气、二氧化氯、溴和碘的蒸气渗入混凝土孔隙时，溶解在其液相中形成酸，该酸又与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其它化合物发生反应生成相应钙盐、硅酸凝胶等水化物，于是混凝土被中和而导致水泥石变质，逐渐丧失钝化钢筋的能力。这种钙盐具有可溶性、吸湿性，在高湿度的条件下其对钢筋的溶蚀作用也是强烈的。 3.PH值大小。混凝土的碱性及其孔隙中的PH值为12-13的氢氧化钙饱和溶液有利于形成和保持钢筋的钝化膜，则钢筋处于高抗腐蚀状态。当混凝土的PH 值由于各种原因降至11.8或更低时，由于不能保存钝化膜，则钢筋的钝化变得不稳定，甚至被破坏。因为混凝土失去了钝化钢筋的性能，导致钢筋处于活化状态并进而发生锈蚀。 二、钢筋锈蚀破坏的形式及其危害 钢筋锈蚀后产生的垢块之体积是其锈蚀层体积的2.5~3倍，因而挤压周围的混凝土并发生超过其抗拉强度的拉应力，结果使保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂

混凝土中钢筋锈蚀的检测技术研究

混凝土中钢筋锈蚀的检测技术研究安徽省公路工程检测中心科研项目 混凝土中钢筋锈蚀的检测技术研究 一、项目研究背景 混凝土耐久性是当今世界的重大问题。而当今世界混凝土破坏的原因～按递减顺序是:钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用。“钢筋锈蚀”排在所有影响因素的首位。 美国标准局1975年调查表明:美国全年各种腐蚀损失为700亿美元～其中混凝土中钢筋锈蚀损失占40%,280亿元,:最近～美国公路研究战略计划披露:到本世纪未～为更换或修复冷天撒化冰盐引起的破损公路混凝土桥面板～估计要耗费4000亿美元～其中大部分是钢筋锈蚀引起的:在英国～由于钢筋锈蚀需要重建或更换钢筋混凝土建筑物占36%。一般情况下～梁板在一二十年后就会发生钢筋锈蚀引起的顺筋胀裂,在炎热的海洋环境中～5年内就会出现这种破坏。 在我国北方地区～采用撒氯盐的办法化雪～防冰～如北京每冬天可撒400，600t氯盐。北京的西直门立交桥～才使用20年～就出现了钢筋锈的蚀破坏严重。不得不进行加固、改造。 此外我国混凝土外加剂种类繁多～特别时含氯盐的早强、防冻剂～已经给我国一批建筑物带来严重的钢筋腐蚀危害。不适当使用外加剂引发的问题～是影响钢筋腐蚀和混凝土耐久性的一个重要方面。 我国正处于大规模建设时期～特别是基础建设很多～近十年来公路桥梁发展的尤为迅速。我们必须未雨绸缪～防患于未然～才能很好的节约资源～把由于钢筋腐蚀造成的损失降到最低。

在我中心承担的对全省路网的养护调查和日常检测中发现许多桥梁出现不同程度的钢筋锈蚀损坏～在七十年代建造的拱桥、梁桥上表现的更为明显。钢筋锈蚀对构件承载力和使用寿命产生了很大影响～存在一定的安全隐患。 第 1 页共 10 页 安徽省公路工程检测中心科研项目 建于70年代的拱桥钢筋锈蚀情况严重 第 2 页共 10 页 安徽省公路工程检测中心科研项目

钢筋锈蚀对混凝土的影响

混凝土中钢筋腐蚀与防护技术(1) ——钢筋腐蚀危害与对混凝土的破坏作用 混凝土中钢筋锈蚀已成为世界关注的大问题，被认为是当今影响混凝土结构耐久性的首要原因。钢筋锈蚀已经或正在给国民经济带来巨大经济损失。基于此，美国总结正反两个方面的经验教训，提出了“立足前期措施，着眼长远效益”，并强行实施基建工程管理中的“全寿命经济分析法”(LCCA)。目前，我国正处于基本建设**时期，国内外的经验教训应认真吸取，这已不是单纯技术问题。本讲座结合大量国内外新近资料与工程实例，以知识性和使用性为主分5讲系统介绍了钢筋腐蚀危害及对混凝土的破坏作用、钢筋锈蚀的电化学过程及混凝土对钢筋的保护、氯盐对钢筋的腐蚀、中性化的影响、钢筋防腐蚀技术、钢筋锈蚀的检测与判定技术等，供业内人士参考。 ——编者 STEEL CORROSION AND PROTECTIVE TECHNOLOGY IN CONCRETE(1) ——DAMAGE OF STEEL CORROSION AND FAILURE EFFECT ON CONCRETE Hong Naifeng (Central Research Institute of Building & Construction,MMI

Beijing 10 0088) 1 钢筋锈蚀危害与经济损失 世界一些国家的腐蚀损失，平均可占国民经济总产值的2%～4%；其中，被认为与钢筋腐蚀有关者可占40%(至今我国尚无确切统计数据)。 美国1984年报道，仅就桥梁而言，57.5万座钢筋混凝土桥，一半以上出现钢筋腐蚀破坏，4 0%承载力不足和必须修复与加固处理，当年的修复费为54亿美元；1998年报道钢筋混凝土腐蚀破坏的修复费，一年要2?500亿美元，其中桥梁修复费为1?550亿美元(是这些桥初建费用的4倍 )；还有报道说，到本世纪末，美国要花4?000亿美元用于修复和重建钢筋腐蚀破坏的工程。如此巨大的经济投入，引起美国朝野人士的震惊与高度重视，并制定法律法规，限制腐蚀破坏的发生和挽回部分经济损失。加拿大早期大量使用“防冰盐”，使钢筋混凝土桥梁等破坏严重。欧洲、英国、澳大利亚、海湾国家等，都有以氯盐为主的钢筋腐蚀破坏问题(英国修复费为每年50亿英镑)。韩国曾发生一系列建筑物破坏、倒塌事件，其中也与“盐害”有关。我国台湾重修澎湖大桥和不断发生的“海砂屋”事件，也是氯盐腐蚀钢筋所造成的。 混凝土耐久性已是当今世界的重大问题，在第二届国际混凝土耐久性会议上，梅塔教授指出：“当今世界混凝土破坏原因，按递减顺序是：钢筋锈蚀、冻害、物理化学作用”。他明确将“钢筋锈蚀”排在影响混凝土耐久性因素的首位。而来自海洋环境和使用“防冰盐”中的氯盐，又是造成钢筋锈蚀的主要原因。当然，混凝土中性化、冻融等也促进钢筋

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施

钢筋混凝土结构的腐蚀 及防护措施 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

钢筋混凝土结构的腐蚀及防护措施一.钢筋混凝土结构防腐蚀的意义 钢筋混凝土结构结合了钢筋和混凝土的优点，造价较低，在土建工程中应用范围非常广泛。在钢筋混凝土结构中，钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构过早被破坏的主要原因之一。新鲜混凝土是呈碱性的，其PH值一般大于12.5，在此碱性环境中钢筋容易发生钝化作用，使钢筋表面产生一层钝化膜，能阻止混凝土中钢筋的锈蚀。但当有二氧化碳、水汽和氯离子等有害物质从混凝土表面通过孔隙进入混凝土内部时和混凝土材料中的碱性物质中和，从而导致混凝土的PH值降低，就出现PH值小于9这种情况，钢筋表面的钝化膜就会被逐渐破坏，钢筋就会发生锈蚀，并且随着锈蚀的加剧，会导致混凝土保护层开裂，钢筋与混凝土之间的黏结力破坏，钢筋受力截面减少，结构强度降低等，从而导致结构耐久性的降低。 据调查,我国20世纪90年代前兴建的海港工程,一般10～20年就会出现钢筋严重腐蚀破坏,结构使用寿命基本上都达不到设计基准期要求。我国50年代至70年代建的海港工程,高桩码头不到20年,甚至7～8年就出现严重钢筋锈蚀破坏,海工混凝土结构破坏已成为我国港口建设中不得不重视并迫切需要解决的问题。

国外学者曾用“5倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元;在发现钢筋锈蚀时采取措施需要追加维修费5美元;混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元;严重破坏时将追加维修费125美元。我国海洋工程中广泛使用的钢筋混凝土结构因腐蚀引起破坏的情况同样严重。除海洋环境本身属于强腐 蚀环境因素外,环境的日益恶化、相关的混凝土结构耐久性规定标准偏低、施工质量不能保证等因素,致使我国混凝土结构大部分在使用10年 左右即出现较严重的腐蚀破坏,给国家建设和经济发展造成了巨大的损失。因此,如何采取有效的防腐蚀技术措施,防止钢筋混凝土结构过早出 现钢筋锈蚀破坏,确保建筑物达到预期的使用寿命是国内外学术界、工程界极为关切的热点。 二.钢筋的锈蚀原理及分类 1．钢筋的锈蚀条件： 钢筋混凝土构件内钢筋的锈蚀需要三个条件： (1)钢筋表面碱性钝化膜破坏。正常情况下钢筋是包裹在砼之内的，砼则由于水泥的水化反应造成其初始碱性(含有一定Ca(OH)2)较强，正常情况：下钢筋在这种碱性环境下不会发生氧化腐蚀。当PH值大于1O时， 钢筋腐蚀的速度很慢，当PH值小于5时，其锈蚀的速度就快。由此可

浅谈钢筋混凝土中钢筋的锈蚀问题

浅谈钢筋混凝土中钢筋的锈蚀问题 摘要：钢笳锈蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要原因之一，检测或监控结构混凝土内部钢筋的锈蚀状态具有重要的现实意义以及钢筋锈蚀的危害及其防护措施 关键词：钢筋，混凝土，耐久性，混凝土锈蚀机理检测，锈蚀原因，预防措施 混凝土是土木工程中用量最多的建筑材料，也是最主要的结构材料，钢筋混凝土结构已经成为世界上应用最为广泛的结构形式：我国每年耗费在混凝土结构上的费用为2000亿元以上。在人们的传统观念中总是认为钢筋混凝土结构是由最为耐久的混凝土材料浇筑而成，虽然钢筋易腐蚀，但有混凝土保护层，钢筋也不会发生锈蚀，因此，对钢筋混凝土结构的使用寿命期望值也是很高的。从而忽视了钢筋混凝土结构的耐久性问题，对钢筋锈蚀及其耐久性的研究相对滞后，为此付出了巨大的代价。 混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。 作为主要建筑材料的钢筋混凝土，己广泛应用于各种建筑工程中。由于混凝土的碳化，特别是氛化物污染(海洋、海岸工程与撤除冰盐的路桥工程)结构混凝土，引起钢筋锈蚀、混凝土顺筋胀裂、层

裂和剥落破坏，今天己成为威胁全世界混凝土结构耐久性的主要灾害。另一方面，由于钢筋腐蚀破坏是混凝土保护下钢的电化学腐蚀，具有不透明性，使得对结构的监护增加了难度。显然，寻找一种对结构进行无损监测的简便方法，具有重要的工程意义。 1.钢筋锈蚀的危害 钢筋锈蚀的危害主要表现在以下几个方面： (1)钢筋锈蚀会导致混凝土结构中实际钢筋截面面积的减小，从而降低结构构件的承载能力。 (2)钢筋锈蚀后的产物是铁锈(Fe 03"Fe。04~H20)，铁锈的体积一般要增长2～4倍，体积的膨胀会导致混凝土保护层胀开，造成钢筋外露，钢筋锈蚀进一步发生。 (3)钢筋锈蚀会导致钢筋与混凝土之间的握裹力减小使得钢筋在混凝土结构中的传力受到影响。现阶段我国的常规钢筋混凝土结构房屋设计使用寿命为50年，这种寿命预测是建立在我国混凝土设计规范的基础上，虽然它不是一个很高的标准，(国外房屋寿命估算可以达到80年，有的甚至在百年以上)，但我国许多房屋就连这样的标准也达不到，由于建筑结构问题，许多钢筋混凝土的寿命不过25年左右，造成这种“折寿”情况的主要原因，其中之一就是钢筋的锈蚀。 2.钢筋参数变化检测方法 检测混凝土中钢筋腐蚀的自身参数变化的方法，基本上可分为物理方法和电化学方法两大类。 2.1 物理方法

混凝土中钢筋锈蚀处理方法

混凝土中钢筋锈蚀处理方法 摘要：钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构的安全性和耐用性影响很大，钢筋在混凝土本身的化学性质作用下，原本在碱性环境中形成的钝化膜被损坏，因而渐渐的失去对钢筋的保护作用，不仅破坏了钢筋的支撑作用，还减小了混凝土的承载能力，甚至威胁到建筑物的安全。因此，理清混凝土中钢筋的锈蚀原理，并有针对性的提出预防办法，对解决混凝土中钢筋锈蚀现象有重要的意义。 关键词：混凝土钢筋锈蚀 一、混凝土中钢筋产生锈蚀的原因 1.碳化的影响，混凝土含有少量的氧化钾和氧化钠等PH值达到13的化学物质，此外在混凝土的孔隙中含有碱性很高的氢氧化钙溶液，这种溶液的PH值能达到1 2.5，在这种高碱性的环境中，钢筋的表面会形成一种水化性的氧化层膜，使钢筋处于钝化的状态，因此成为“钝化膜”。通常情况下，有两种因素可以使钝化膜遭到破坏，一是混凝土的碳化使钢筋所处位置的PH值降低，碱性减小，二是钢筋表面有足够的游离氯离子分散。 2.氯离子的影响，由于氯离子的半径较小，且活性较大，容易在衔接区或结晶区等氧化膜有缺失的地方形成吸附，当这些地方溶液中氯离子浓度达到一定高度时，即使该溶液的PH值大于11.5，周围的环境碱性较高，氯离子穿透氧化膜的能力非常强，穿透到氧化膜的内层并形成易溶解的氯化铁，使氧化膜开始溶解，破坏钝化膜，并导致钢筋产生锈蚀。 3.环境因素的影响，环境因素对混凝土中钢筋锈蚀的影响主要体现在相对湿度的作用，相对湿度对钢筋锈蚀的影响体现在两个方面，一是影响混凝土中氧元素的流散，二是影响混凝土的电导率，这两方面的影响主要影响钢筋的碳化速度和电化学锈蚀速度，从而直接加速钢筋的锈蚀。通过实际的调查显示，在室内比较干燥的环境下，混凝土中的钢筋碳化速度非常慢，即使钢筋表面产生部分碳化也不是形成锈蚀。相反，在湿度比较大的环境下，尤其在经常下雨或者渗水的环境下，混凝土中的钢筋产生锈蚀的速度比较快，并且容易产生锈蚀。 4.混凝土的保护影响，混凝土对钢筋的保护作用主要体现在两个方面，一是混凝土成分的高碱性使钢筋表面形成具有保护作用的钝化膜，二是混凝土对外界的一些破坏性有阻拦作用，这种保护作用的大小取决于混凝土的密实度和厚度。当混凝土的碱性、密实度和厚度达不到一定程度时，对钢筋就起不到很好的保护作用，钢筋在比较潮湿的环境下就容易产生锈蚀。 二、钢筋锈蚀对混凝土建筑的危害 随着人们对钢筋混凝土优越性的不断认识，钢筋混凝土在建筑方面也得到了广泛的应用，推动了建筑事业的发展，但是钢筋混凝土也存在着自身的问题，其中重要的就是混凝土中钢筋锈蚀的危害，钢筋锈蚀后会导致钢筋本身性能的下降，并影响整个混凝土建筑的作用，其危害主要体现在一下几个方面。 1.钢筋锈蚀减小钢筋的受力面，科学实验表明，当钢筋的截面损失率达到5~10%的时候，钢筋的抗压强度和延伸率就会开始下降，当截面损失大于10%且小于60%时，钢筋的各项性能指标会受到严重的影响。 2.钢筋锈蚀使混凝土与钢筋的结合强度下降，钢筋表面产生锈蚀后，钢筋外层就会被氧化，失去原有的支撑性能，这就导致在有支撑作用的钢筋和混凝土之间产生一定的缝隙，从而导致钢筋所承受的拉伸强度都传递给了混凝土。

钢筋锈蚀的机理

钢筋锈蚀的机理 1前言 钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。混凝土在多种因素作用下（如碳化、氯离子侵蚀等），钢筋因原先在碱性介质中生成的钝化膜被破坏而渐渐失去保护作用，导致钢筋锈蚀，生成的铁锈体积比被腐蚀掉的金属体积大3~4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂，而裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。 文献资料表明，钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏已成为世界各国普遍关注的一大灾害。美国标准局1975年的调查表明，混凝土中钢筋的腐蚀占全美各种腐蚀的40%；日本新干线使用不到10年，就出现大面积因钢筋腐蚀引起的混凝土开裂、剥蚀。在我国，大量采用钢筋混凝土结构已有几十年历史，对于遭受恶劣环境条件的腐蚀作用影响，尤其是在20世纪五六十年代，由于要求早强或防冻在混凝土中掺加过量的氯盐的结构，耐久性破坏现象非常严重。长期以来，人们发现混凝土结构在复杂恶劣的环境下会出现未老先衰的现象，尤其是接连不断的工程事故，使学术界在血的教训面前深刻认识到研究和提高混凝土耐久性的现实意义。 笔者将对钢筋锈蚀机理、影响因素、腐蚀过程、锈后钢筋混凝土的力学性能及粘结性能等进行分析，提出钢筋锈蚀应采取的预防措施，提高混凝土的耐久性和结构的安全性，减少耐久性破坏造成的损失，将是一项具有重大实际意义和社会经济效益的研究课题。 2对钢筋锈蚀的分析 2.1混凝土中钢筋锈蚀机理的研究 2.1.1钢筋的腐蚀过程——电化学反应过程 混凝土空隙中的水分通常以饱和的氢氧化钙的溶液形式存在，其中还含有一些氢氧化钠和氢氧化钙，pH值为12.5。在这样的强碱性的环境中，钢筋表面形成钝化膜，它是厚度为2×10-9~6×10-9m的水化氧化物（nFe3O3·mH2O），阻止钢筋进一步腐蚀。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，钢筋基本上也能不发生腐蚀。但是，当钢筋表面的钝化膜受到破坏，成为活化态时，钢筋就容易腐蚀。 呈活化态的钢筋表面所发生的腐蚀反应的电化学机理是，当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和溶液态氧还原的阴极反应，相互以等速度进行，其反应式如下：阳极反应2Fe-4e-→2Fe2+ 阴极反应O2+2H2O+4e-→4OH- 腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合，在钢筋表面析出氢氧化铁，其反应式为 2Fe+ O2+2H2O→2Fe2++4OH-→2Fe（OH2） 4 Fe（OH2）+ O2+2H2O→4 Fe（OH）3 该化合物被溶解氧化后生成氢氧化铁Fe（OH）3，并进一步生成nFe3O3·mH2O（红锈），一部分氧化不完全的变成Fe3 O4（黑锈），在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到原来体积的4倍，黑锈体积可大到原来的两部。铁锈体积膨胀，对周围混凝土产生压力，将使混凝土沿钢筋方向开裂（通常称之为“顺筋开裂”、“先锈后裂”），进而使保护层成片脱落，而裂缝及保护层的剥落又进一步导致钢筋更剧烈的腐蚀。 2.1.2裂缝状态下钢筋的腐蚀 当结构出现横向裂缝，根据电化腐蚀机理，裂缝处的钢筋表现为阴极，氧主要是通过未裂区域混凝土传递到阴极。 根据电化学作用原理，钢筋锈蚀须具备4个条件：

钢筋锈蚀的危害

钢筋锈蚀的危害 一、概述 在建筑工程中，钢筋混凝土因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。钢筋混凝土既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉强度，同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数，混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用，从而使混凝土结构物更好的工作，提高了混凝土的耐久性。所以钢筋混凝土已成为现代建筑中材料的重要组成部分。 随着钢筋混凝土的广泛应用，它的优越性得到了进一步的体现。但在使用过程中，混凝土中的钢筋锈蚀问题却不断出现。钢筋锈蚀后，导致混凝土结构性能的裂化和破坏，主要有如下表现。①钢筋锈蚀，导致截面积减少，从而使钢筋的力学性能下降。大量的试验研究表明，对于截面积损失率达5％～10％的钢筋，其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降，对于截面积损失率大于10％，但小于60％的严重腐蚀，钢筋各项力学性能指标严重下降。如：钢筋截面积损失率达1.2％、2.4％和5％时，钢筋混凝土板的承载能力分别下降8％、17％、和25％，钢筋截面积损失率达60％时，构件承载能力降低到与未配筋构件相近。 ②钢筋腐蚀导致钢筋与混凝土之间的结合强度下降，从而不能把钢筋所受的拉伸强度有效传递给混凝土。③钢筋锈蚀生成腐蚀产物，其体积是基体体积的2～4倍，腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚，对混凝土的挤压力逐渐增大，混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐

渐加大，直到开裂、起鼓、剥落。混凝土保护层破坏后，使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降，甚至完全丧失，不但影响结构物的正常使用，甚至使建筑物遭到完全破坏，给国家经济造成重大损失。正如Mchta教授在2001年以《21世纪建筑结构的耐久性》为题，发表的如下主要观点，“钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要机理”。钢筋锈蚀已成为导致钢筋混凝土建筑物耐久性不足，过早破坏的主要原因，是世界普遍关注的一大灾害。因此对混凝土中钢筋的锈蚀问题必须引起重视，并采取相应措施防止或减轻钢筋锈蚀的发生。本文对钢筋锈蚀的原因，锈蚀产生的严重危害及防治措施进行论述，以期对混凝土中钢筋锈蚀的预防有所帮助。 2钢筋锈蚀的原因 钢筋锈蚀的原因有两个方面：一是钢筋保护层的碳化，其碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值＞12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入，混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为混凝土的碳化。当混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜n.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；二是氯离子的含量。据有关试验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值＞13)，只要有4～6mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。

探讨混凝土中钢筋锈蚀的检测方法

探讨混凝土中钢筋锈蚀的检测方法 发表时间：2018-10-29T15:54:35.657Z 来源：《防护工程》2018年第19期作者：陈晶 [导读] 要想对建筑质量以及稳定性给与充分的保障，保证建筑房屋的安全性，必须有良好的材料作为基础,所以提高原材料钢筋混凝土便成为了建筑行业所需要重点解决的问题。 广州市市政工程试验检测有限公司 摘要:要想对建筑质量以及稳定性给与充分的保障，保证建筑房屋的安全性，必须有良好的材料作为基础,所以提高原材料钢筋混凝土便成为了建筑行业所需要重点解决的问题。文章主要是对建材检测中的混凝土钢筋锈蚀检测要点进行了相应的分析，进而提出下文中的内容。 关键词:混凝土；钢筋锈蚀；检测 1引言 所谓的钢筋混凝土材料，主要是作为钢筋以及混凝土结合在一起所构成的，水泥在水化的过程中将会出现比较多的氢氧化钙的固体，这样也使混凝土的内部将会存在着比较多的碱性方面的物质，同时其PH值则是相对来说比较高，钢筋在这种情况下将会存在着较为严重的钝化情况，导致钢筋存在着锈蚀方面的问题，所以为了能够更好的去保证施工的质量，必须要能够对检测的工作给与高度的重视。 2影响钢筋锈蚀的主要原因分析 2.1混凝土不密实或者裂缝 针对于混凝土的不密实而言，或者式不好，将会导致构件存在着一定程度的裂缝，这也是钢筋出现锈蚀的一个中亚的原因，尤其是在水泥的用量并不是很大以及水灰比之间和振捣质量不好等方面的情况下，或者是出现了露筋以及蜂窝等情况下将会导致钢筋的锈蚀问题出现加快。 2.2混凝土碳化或者蚀气体侵入 针对于钢筋锈蚀的原因之中，一个较为重要的原因便是为碳化，其中主要是和分质以及混凝土之间出现了一定的相互作用。对于这点而言也是较为常见的，氧化碳气体的不断深入进而使其PH值出现了较为显著的一个降低。 3建材检测过程中的混凝土刚劲锈蚀检测方法分析 3.1物理方法分析 3.1.1为电阻探针的方法 针对于这种方法而言，主要是与钢筋同等材料电阻探针埋入到混凝土当中，同时也是可以通过平衡电桥测量探针的电阻，有效的对电阻和界面棉结存在着反比例的关系，同时也将会存在着腐蚀的深度，进而在这个基础上便能够更好的去达到检测的一个目的。 3.1.2电阻探头的方法 对于这种方法而言主要是在二十世纪二十年代便在美国以及一些欧洲国家开始营业，针对 于这一种的方法来说，一般的情况下则是在对混凝土进行结构浇筑的过程中先埋设相应的探头，同时这种方法在进行应用的过程中也是较为灵活，但是对于局部出现锈蚀的钢筋而言并不能够有效的去进行检测。 3.1.3光纤传感的技术 这项技术也是作为一种新型的技术，在应用的过程中也是存在着一个比较高的价值，主要是因为光纤是存在着质量轻以及电磁干扰强等方面的一些特点，可以集成到混凝土结构内部之中，研究人员主要是把这种思想充分的应用到了钢筋混凝土的检测过程中，在这个基础上提出了采取金属膜的局部去替代广波传感的一种方法，这样则是可以获得相对来说比较多的是金属腐蚀信息。除此之外也是需要能够把多个的光纤钢筋腐蚀传感器顺着钢筋进行合理的铺设，通过采取时域反射方面的技术能够去实现大型混凝土结构当中的多个分布点检测工作。 3.1.4声波发射的方法 对于这种方法而言是通过将钢筋混凝土中锈蚀地方所存在着的内力，让周围的混凝土进行 膨胀开裂，通过将其一部分的能量以声波形式释放，通过对发声的探头进行利用，可以有效的去检测发射的位置以及强度，但是也是存在着比较大的缺点,在这之中情况下则是很难建立起一个和钢筋辐射活动性高低和发声的联系，通过采取物理的技术可以对其钢筋的锈蚀问题进行相应的检测，主要是可以根据实际的情况去合理的选择利用。 3.2电化学的方法分析 3.2.1交流阻抗的方法 针对于这项技术而言，在应用的过程中其原则主要是对电机施加的电压信号进行相应的研究，同时也是对其电极进行反应过程中的速度进行相应的核算，当今针对于这种方法而言，也是成为了混凝土锈蚀进行研究过程中十分常用的一种方法，这种方法可以有效的现实出腐蚀机制的一些信息，可以直接的得出混凝土出现锈蚀的程度，但是为了可以获得一个较为准确的混凝土锈蚀方面的信息，需要保证测量的范围能够具有着广泛性，尤其是在很对于混凝土系统之中所存在着的锈蚀速度而言，需要对其给予进行重点的一个检测，此外针对于比较低的频区信息数据而言，也是存在着十分重要的作用，这种方法在进行测量的过程中所需要的时间比较长，因此必须要进行多次的计算，在此之外在进行测量的过程中所使用到的仪器种类比较多，价格也是较为昂贵的，所以为了可以有效的对这种损坏的问题进行避免，并不适合在现场进行应用。就算是采取交流阻抗的方式去获得相应的信息，也是能够直接的对锈蚀的速度进行直接的反应出来，那么也是没有办法可以在现场之中进行测量。 3.2.2钢筋锈蚀的EIR评估的综合方法 对于这种方法而言，主要是方便现场进行测量的一种方法，主要是和交流阻抗的方法是相反的，是通过采取了多元统计进行分析的方法，通过建立起相应的数学模型，通过三维辨别的函数去充分的利用所得出来的数值进行合理分类，最后则是应用所统计出来的数据进行