路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕檢測技術分析

何曉慧

摘 要：隨著我國經(jīng)濟科技的快速發(fā)展，我國擁有的橋路數(shù)量已經(jīng)位居世界第一，橋路建筑技術已經(jīng)處于世界先進水平，路橋承載著國民的社交活動，也是我國經(jīng)濟快速發(fā)展的基礎條件之一，在路橋工程中混凝土鋼筋的銹蝕情況對路橋工程建筑的安全使用有著重要的意義。鋼筋的銹蝕程度會對混凝土的結構產(chǎn)生極大的影響，是混凝土使用壽命的一個主要因素，鋼筋銹蝕檢測可以在一定程度上避免了人員傷亡和不必要的經(jīng)濟損失，因此加強路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕檢查技術的應用就非常重要?；诖?，本文首先從路橋工程中，凝土鋼筋銹蝕檢測的重要性進行分析，隨后對鋼筋銹蝕的主要原因，以及檢測的方法進行探討，最后提出了幾點控制措施，以此來供相關學者參考。

關鍵詞：路橋工程;混凝土鋼;筋銹蝕檢測技術;分析

中圖分類號：U446 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0122-02

0 引言

混凝土因為具備著久耐升高和抗壓強度強等優(yōu)點，被廣泛應用道路、橋梁等建筑物的中，對我國的經(jīng)濟發(fā)展有著舉足輕重的作用，在橋梁、河道路等交通道路的建設時為了增加其使用效率和堅韌性，都會添加大量的鋼筋，鋼筋的銹蝕直接影響到了橋梁的使用年限，嚴重的危害到了路橋工程安全問題，其實，鋼筋銹蝕的情況是由于鐵變?yōu)檠趸F的電化學分解過程，這是一個緩慢的過程，其電解過程會隨著時間的增加而不斷的惡化，它會導致混凝土保護層的脫落，從而發(fā)生建筑物倒塌或斷裂的情況，影響使用年限、增加經(jīng)濟負擔，及時而有效的利用合理的已有檢測技術對鋼筋銹蝕狀況進行檢測，實時的為鋼筋進行合理的保護措施，路橋保護發(fā)展的重點之一。

1 在路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕檢測的重要性

道路承載著國民自由出行進行人文交流的主要路徑也是我國經(jīng)濟活動發(fā)展時貨物運輸?shù)牟豢扇狈Φ幕A建筑之一，而橋梁是當?shù)缆繁恢袛鄷r跨越障礙物的建筑物，兩者對于我國的經(jīng)濟和交通事業(yè)的發(fā)展有著深刻的影響。目前，我國已是世界上的橋梁第一大國，我國擁有65.8萬余座，道路的擁有量更是龐大，橋路混凝土的鋼筋被銹蝕后，容易發(fā)生建筑物倒塌或斷裂等問題，并造成人員的傷亡和經(jīng)濟的損失，所以在橋路工程中對于混凝土鋼筋銹蝕的檢測就尤其重要，及時的檢測可以在一定程度上延緩橋梁使用壽命，節(jié)約經(jīng)濟損失、保障人民的安全出行[1]。

2 在路橋工程中造成混凝土鋼筋銹蝕的主要原因

在路橋工程中混凝土鋼筋被銹蝕不能準時檢查出來，就會有建筑安全的隱患和對人民的安全出行產(chǎn)生危害，也會造成一定的經(jīng)濟損失，混凝土鋼筋被銹的因素有很多，例如混凝土的密實度、混凝土保護層的厚度，都會對混凝土鋼筋被銹蝕的程度、時間產(chǎn)生一定程度的影響，其主要原因是混凝土保護層的碳化和氯離子侵入是造成鋼筋銹蝕[2]。

2.1 在混凝土中氯離子的含量對于鋼筋銹蝕的影響

在混凝土中氯離子的含量對于鋼筋銹蝕有著極大的影響，鋼筋的主要物質是鐵，當鐵離子和氯離子相遇就會產(chǎn)生化學反應，最終生成鐵銹（Fe（OH）3）破壞了鋼筋，其主要反應方程式如下：2Fe-4e-→2Fe2+;Fe2++2C1-+4H2O→FeC12·4H2O;FeC12·4H2O→2Fe（OH）2↓+2C1-+2H++2H2O;4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3，在混凝土中氯離子對于鋼筋的銹蝕有三種理論可以解釋其電化學作用，第一是吸附理論，就是指氯離子吸附在鋼筋表面，促進金屬離子的水化，使鐵離子更加容易的和氯離子發(fā)生化學反應;第二是氧化膜理論，鋼筋在處于堿性環(huán)境是容易產(chǎn)生氧化膜，氧化膜可以保護鋼筋不被銹蝕，但是這層氧化膜并不是可以防止所有的離子的銹蝕，氯離子就很容易通過氧化膜的缺陷或孔隙穿透氧化膜的方式，對鋼筋進行銹蝕，從而影響混凝土中的內(nèi)部結構，對路橋的安全使用造成一定的隱患;第三是過渡絡合物理論，這種理論應用了化學中的原電池，就是指氯離子生成氧化鐵，而氧化鐵從陽極開始擴散破壞Fe（OH）2保護層，而氯離子也會在陽極傳導出更多的鐵離子，陰極陽極相互刺激不斷加快離子生成速度從而更進一步地對鋼筋進行銹蝕。在鋼筋鐵銹過程中的氯離子的主要來源。一是混凝土自帶有氯離子，混凝土中的主要材料例如沙、石和水泥等有氯離子的存在從而帶進到了混凝土當中，二是氯離子在混凝土硬化后通過細小的孔縫侵入到混凝土內(nèi)部，這種情況主要出現(xiàn)在海岸的橋路中，橋路的混凝土硬化后，由于常年累月的浸泡在海水之中就會發(fā)生鋼筋的銹蝕現(xiàn)象，當氯離子的濃度達到一定限時，就會和鋼筋內(nèi)部的鐵離子發(fā)生離子反應，對路橋工程中的混凝土鋼筋產(chǎn)生鐵銹的作用，嚴重的影響了橋路的安全使用和帶來一定的經(jīng)濟損失[3]。

2.2 混凝土中PH值的變化對鋼筋銹蝕的影響

在混凝土中PH值的變化對于鋼筋銹蝕現(xiàn)象的發(fā)生有著決定性的作用，當pH值<11.5時，鈍化膜就開始不穩(wěn)定;當pH值降低到9左右時，鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞，鋼筋開始腐蝕，而混凝土中的PH值的變化，主要是因為空氣中的二氧化碳通過細小的縫隙進入混凝土內(nèi)部與混凝土中的Ca（OH）2發(fā)生化學反應，生成CaC03和H2O，其反應方程式為：Ca（OH）2+C2O→CaC03+H2O，而H2O的存在又會促進氯離子與鐵離子的化學反應，從而對混凝土中的鋼筋進行進一步的銹蝕，據(jù)研究表明，混凝土鋼筋的銹蝕時間與混凝土的密實度成正比關系，密實度好的混凝土，其主要的銹蝕位置處于混凝土的表面，對于橋路混凝土的結構安全的影響不大，反之密實度較差了混凝土其銹蝕的深度到達混凝土內(nèi)部，對橋路的使用有著一定的安全隱患[4]。

2.3 混凝土對于鋼筋銹蝕的影響

在混凝土中鋼筋的外包是混凝土而混凝土的主要成分是水泥，在冬季施工時，為了增加混凝土的凝結程度會加入一些抗凍劑，而部分抗凍劑中含有氯離子，不但不能保證鐵筋的不銹蝕，甚至還會在一定程度加快銹蝕的進程，影響鋼筋的正常使用年限，目前，我國對于建筑材料外加劑的指標，在進行添加之前一定要進行防銹蝕試驗，以此來確保工程質量的過關和使用年限的延長;鋼筋表層的保護層的厚度也影響著鋼筋銹蝕的速度，當保護層的厚度不夠時，鋼筋就容易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象導致混凝土從表層裂開，所以鋼筋保護層的厚度對于鋼筋的銹蝕速度有著至關重要的影響[5]。

3 在路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法

目前，橋路工程中對于混凝土鋼筋銹蝕情況的檢測方法可以分為兩種，一種是破損檢測，另一種是無損檢測，兩者最重要的區(qū)別就是對于檢測物質的使用性能是否破壞，無損檢測利用的是高新科技，例如光，聲波等檢測設備，對于混凝土鋼筋銹蝕情況進行檢測。

3.1 破損檢測

破損檢測是一種物理檢測方式，它是指借助外力作用將已經(jīng)確定是銹蝕的鋼筋強行鑿開，露出鋼筋表面，可以非常直接的觀察混凝土鋼筋銹蝕程度，它是目前最廣泛使用的混凝土鋼筋銹蝕的檢測和混凝土銹蝕程度較大的路橋修補方法。

3.2 無損檢測

無損檢測主要分為物理檢測和電化學檢測兩大類，物理檢測包括電阻棒法、渦流檢測法與磁通減量法隅流探測 、聲發(fā)射探測法等，電化學檢測則包括自然電位法、線性極化法濺極化電阻法、恒電量法、混凝土電阻法等，為路橋工程中混凝土，鋼筋銹蝕的情況檢測提供了破壞使用性能檢測方法[6]。

混凝土電阻率檢測。在混凝土鋼筋發(fā)生腐蝕過程中，會有以離子形式在陽極區(qū)和陰極區(qū)相互流動的電離子，混凝土電阻率檢測主要是利用了在混凝土中電阻越大離子電流越低，腐蝕速度也就越低的原理。

聲發(fā)射探測法。聲發(fā)射探測法是指利用混凝土周邊的鋼筋腐蝕從而導致混凝土開裂的情況所發(fā)出的聲波，對鋼筋腐蝕情況進行檢測的檢測方式，但是這種檢測方法極易受到其他聲波的干擾，對鋼筋的腐蝕程度達不準確的判斷，存在著一定的誤差。

渦流檢測法。渦流檢測法主要是將一臺電池裝備放在混凝土表面，使某一段鋼筋達到磁飽和狀態(tài)后，評估鋼筋腐蝕后的截面積變化，從而計算出鋼筋銹蝕導致的截面積損失，因為鋼筋腐蝕引起的鋼筋截面積損失就會使磁場出現(xiàn)某些異常，就可以以此來判斷混凝土中鋼筋的銹蝕的程度。

4 對于路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕情況的控制措施

為了延減路橋工程中混凝土鋼筋銹蝕情況的時間，在建筑施工時注重對混凝土結構的合理設計并對相關的施工人員進行規(guī)范化的操作，這對于路橋的使用壽命有著十分重要的作用，為路橋事業(yè)的發(fā)展提供結實的基礎。

4.1 注重混凝土和鋼筋材料的選擇

混凝土和鋼筋的自身質量直接影響著鋼筋銹蝕的速度，所以在鋼筋的選擇方面應該注重良好質量的鋼筋的檢測和使用，在材料的選擇上盡量選用一些特殊材質制造的混凝土和鋼筋材料，延長路橋的使用壽命，減少不必要的經(jīng)濟費用的損失;在外加劑的使用上也應該盡可能的減少使用氯離子含量高的產(chǎn)品的使用率，大量的氯離子容易使鋼筋發(fā)生電化學反應，從而導致鋼筋的銹蝕現(xiàn)象，影響路橋的使用年限。

4.2 嚴格規(guī)范混凝土結構的制作過程

混凝土中鋼筋的銹蝕情況與混凝土的密實度，鋼筋保護膜的厚度息息相關，所以，在混凝土的整體構建制作過程的規(guī)范性直接影響了鋼鐵銹蝕的速率，在施工過程中工作人員對于水泥、沙石等施工材料的運用都應該按照工程規(guī)范合理使用，嚴格按照相關規(guī)定保證混凝土的攪和均勻度和振動壓實過程的合理性設置并進行進制養(yǎng)護處理，國家也可以配合工程的施工單位也應該派出相關的工作人員，對于施工后的路橋進行嚴格的驗收工作，對于不合格的路橋進行重新修建的處理。

4.3 定期開展鋼筋銹蝕情況的檢查

在路橋工程結束后，投入使用時對于混凝土鋼筋銹蝕情況的定期檢查是非常有必要的，所以國家或者施工單位應該定期組織相關人員對混凝土中的鋼筋進行檢驗，鋼筋銹蝕情況的定期檢查可以在一定程度上防范路橋建筑安全問題，而對于發(fā)現(xiàn)的銹蝕情況進行及時的處理，不但可以及時的修補橋梁的腐蝕情況，也可以增加路橋的使用性和耐久性。

5 結語

綜上所述，目前在我國橋路工程中混凝土鋼筋銹蝕的檢測方法有很多，定期的對混凝土的鋼筋進行銹蝕檢測，可以在一定程度上提高橋梁的使用率，而在橋梁的建筑過程中對混凝土的整體結構規(guī)范性的構建，也可以增強路橋使用性和耐久性，雖然現(xiàn)存的多種檢測技術可以保證我國的路橋鋼鐵銹蝕工作的順利進行，但是我國的檢測技術依然只能實現(xiàn)在定性檢測，橋路工程中混凝土鋼筋銹蝕情況的檢測技術依然存在著漫長的發(fā)展道路，需要廣大的相關工作人員共同努力、共同探討。

參考文獻

[1] 李哲，金祖權，邵爽爽，etal.海洋環(huán)境下混凝土中鋼筋銹蝕機理及監(jiān)測技術概述[J].材料導報，2018，32（23）：147-158.

[2] 呂建峰.公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法[J].山西建筑，2016，42（27）：158-160.

[3] 張奇，王強，黃志勇.淺談混凝土中鋼筋銹蝕的檢測方法[J].民營科技，2018，224（11）：131.

[4] 李宇星，楊漫，郭旭騰.混凝土構件中鋼筋銹蝕監(jiān)測方法淺析[J].科學技術創(chuàng)新，2018（29）：125-126.

[5] 劉磊，傅宇方.銹蝕鋼筋混凝土公路橋梁疲勞性能研究綜述[J].四川建筑科學研究，2016，42（2）：33-37.

[6] 鄭泉慶.公路橋梁鋼筋銹蝕的分析與防治[J].華東公路，2016（3）：14-17.