阐述钢筋锈蚀机理影响原因和检测方法

1、前言

随着我国国民经济的快速发展，基础建设规模日益扩大，钢筋混凝土在工程建设中的应用非常范围，了解混凝土中钢筋的锈蚀机理、影响原因和钢筋锈蚀检测方法，有利于提高钢筋混凝土结构的耐久性，延长使用寿命。

2、混凝土中钢筋锈蚀机理

钢筋的锈蚀一般为电化学锈蚀，钢筋在混凝土中的腐蚀是在氧、水分子存在条件下的一种特定的电化学腐蚀、即钢筋中的铁分子某一部分失去电子成为阳极，钢筋的另一部分成为阴极接收电子，放出氢氧根，具有不同电极电位的钢筋与电解质溶液形成微电池，从而形成了浓差电流。在阳极铁离子进入电解质溶液，与氧、水分发生化学反应，生成氢氧化亚铁，氢氧化铁等腐蚀物。

3、混凝土中钢筋锈蚀原因

影响混凝土中钢筋锈蚀原因主要有混凝土材料本身（如：含水率、水灰比、孔隙率、添加剂、养护试件、浇筑方式、施工过程等）、混凝土的保护层厚度、混凝土的密实度、混凝土碳化情况、混凝土结构有裂缝、结构中有外露的钢筋头、氯离子的影响、以及环境条件（如：温度、湿度、二氧化碳的浓度、氧气的浓度以及侵蚀性介质的浓度）。

4、钢筋锈蚀检测方法

4.1钢筋锈蚀检测常用的方法是半电池电位法。

半电池电位法检测原理：由于钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程，在钢筋表面形成阳极区和阴极区，在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组，钢筋的作用是一个电极，而混凝土是电解质，这就是半电池电位检测法的名称来由。半电池电位法是利用“Cu+CuSO4饱和溶液”形成的半电池与“钢筋+混凝土”形成为半电池构成一个全电池系统。由于“Cu+CuSO4饱和溶液”的电位值相对恒定，而混凝土中钢筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。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。因此，电位值可以评估钢筋锈蚀状态。 4.2检测仪器 钢筋锈仪；钢筋位置及保护层测定仪；记录纸；喷雾器；直尺、记号笔。 4.3操作步骤 4.3.1选择测区，采用少量家用液体清洁剂加纯净水的混合液用喷雾器润湿被测结构混凝土充分润湿。测试仪钢筋锈蚀状况检测部位主要承重构件受力部位，或根据一般检查结果有迹象表明钢筋可能存在锈蚀的部位；

4.3.2用钢丝筛、砂纸打磨测区混凝土表面，去除涂料、浮浆、污迹、尘土； 4.3.3在测区布置测试网格，网格节点为测点，网格间距可选200×200mm，30×30mm，20×10mm等，根据构件尺寸而定，测点位置距构件边缘应大于50mm，一般不宜少于3个测区，每个测区不宜少于20个测点。

4.4.4工程案例

某农贸市场二层楼板板底有锈斑痕迹，为查明楼板板底钢筋实际锈蚀情况，现采用半电池电位法进行现场检测、判定。

第1测区等值线图： 4.4小结

1、電位水平（-200或高于-200 mV），经少量测点凿开钢筋验证，钢筋未见明显锈蚀；2、电位水平（-200～-350 mV），经少量测点凿开钢筋验证，钢筋表面有可见锈斑；

3、电位水平（-350～-500mV），经少量测点凿开钢筋验证，钢筋表面锈蚀严重；

4、半电池电位法检测钢筋锈蚀在电位水平（-200或高于-200 mV）、电位水平（-350～-500mV）比较准确、可信，在电位水平（-200～-350 mV）须结合现场情况、并凿除个别测点钢筋综合验证判定。

参考文献

[1] 王立久； 张立卿. 浅谈混凝土中钢筋锈蚀的检测方法 建材技术与应用，2014-04-15

[2] 杨官伟. 混凝土结构中钢筋锈蚀分析及检测技术探讨. 城市建筑，2014-03-26 14：42