公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法探討

陳林海

（江蘇省橋梁工程質(zhì)量檢測中心有限公司，南京 210000）

1 引言

近年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了飛速發(fā)展，促使路橋工程等基本設(shè)施的數(shù)量得到了一定程度的提升。鋼筋混凝土作為公路橋梁建設(shè)中的重要組成部分，在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)鋼筋腐蝕的問題，對(duì)于路橋工程整體使用質(zhì)量造成非常嚴(yán)重的影響。為了避免鋼筋腐蝕對(duì)路橋質(zhì)量造成影響，就需要對(duì)公路橋梁混凝土腐蝕的影響因素進(jìn)行明確，隨后運(yùn)用專業(yè)的檢測手段，對(duì)出現(xiàn)腐蝕問題的鋼筋進(jìn)行防護(hù)處理，從而最大限度地保障公路橋梁的使用安全性和應(yīng)用效益。

2 鋼筋腐蝕原因

2.1 混凝土密實(shí)度和保護(hù)層的厚度因素

在鋼筋混凝土工程中，混凝土密度的增加也會(huì)導(dǎo)致保護(hù)層密度得到進(jìn)一步的提升，進(jìn)而使得外界的空氣、水分以及二氧化碳難以直接進(jìn)入混凝土中。因?yàn)殡y以滿足腐蝕所需的條件，在碳化過程中所需要的時(shí)間也會(huì)進(jìn)一步增加，使混凝土中鋼筋的腐蝕速率得到一定程度的延長。

2.2 混凝土裂縫因素

在混凝土施工過程中如果出現(xiàn)了混凝土裂縫等病害時(shí)，也會(huì)直接加速鋼筋的腐蝕情況。主要體現(xiàn)在以下2 個(gè)方面：

1）混凝土裂縫的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致水分、氧氣等一些腐蝕介質(zhì)進(jìn)入到鋼筋混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋自身的腐蝕效率得到提高。

2）碳化程度也會(huì)隨著混凝土裂縫的增加而增加。

2.3 濕度因素

在鋼筋混凝土工程施工過程中，濕度會(huì)直接影響到混凝土的電解性能。一般混凝土濕度越大，其導(dǎo)電性能也會(huì)隨之提高。導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)腐蝕的外界因素包含氧氣與水分等，如果混凝土濕度過高，會(huì)導(dǎo)致其接觸的水分與氧氣進(jìn)一步增加，也就加速了鋼筋自身的銹蝕速度。

2.4 氯離子腐蝕因素

在鋼筋混凝土施工過程中還會(huì)導(dǎo)致一定量的氯離子滲入到混凝土內(nèi)部，如果氯離子含量超過了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后就會(huì)導(dǎo)致鋼筋內(nèi)部出現(xiàn)一定程度的銹蝕問題。此外，在鋼筋混凝土施工中一旦出現(xiàn)了混凝土裂縫等病害，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部混入大量的氯離子，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕問題的發(fā)生【1】。

3 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)物中鋼筋腐蝕的檢測方法

3.1 破損檢測

破損檢測法本質(zhì)是一種物理檢測手段，一般是在發(fā)現(xiàn)了非常嚴(yán)重的鋼筋銹蝕問題后才會(huì)采用該檢測技術(shù)。比如，在公路橋梁混凝土以及抹灰層因?yàn)閮?nèi)部鋼筋銹蝕等問題，導(dǎo)致混凝土斷裂或脫落等問題出現(xiàn)。為了明確混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕程度，首先需要對(duì)公路橋梁混凝土以及抹灰層的破損情況進(jìn)行詳細(xì)的檢測，在結(jié)合銹蝕情況的基礎(chǔ)上采用了針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)手段。因此，在破損檢測法應(yīng)用過程中，需要借助外力鑿開混凝土直到內(nèi)部鋼筋完全暴露出來，必要情況下需要截取一些銹蝕比較嚴(yán)重的鋼筋送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，來確定內(nèi)部鋼筋的銹蝕率。使用該檢測技術(shù)有著結(jié)果直觀并且準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，但在具體施工過程中會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間與成本，對(duì)于路橋工程結(jié)構(gòu)也會(huì)產(chǎn)生較大的損傷，因此，損傷檢測技術(shù)適用于一些有著嚴(yán)重銹蝕的混凝土結(jié)構(gòu)中【2】。

3.2 無損檢測

在傳統(tǒng)的橋梁工程檢測技術(shù)中，對(duì)于路橋工程的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一定程度的破壞，并且有著檢測點(diǎn)過于隨意、取點(diǎn)位置代表性不足以及檢測結(jié)果準(zhǔn)確度不足等諸多問題。為了避免這些問題的發(fā)生，也就需要在橋梁檢測過程中積極采用無損技術(shù)來進(jìn)行道路橋梁銹蝕情況的檢測工作。該檢測技術(shù)能夠?qū)z測的所有參數(shù)進(jìn)行分析，從而對(duì)路橋工程的結(jié)構(gòu)特征以及使用性能進(jìn)行明確。目前，我國在無損檢測技術(shù)中可以合理借助于聲、電、光等特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)路橋工程結(jié)構(gòu)的深入檢測，來判斷路橋使用中可能存在的結(jié)構(gòu)損傷以及質(zhì)量隱患。

3.3 電化學(xué)檢測方式分析

3.3.1 交流阻抗檢測方式

交流阻抗模式是將電壓和交流電流信號(hào)應(yīng)用于電極，并根據(jù)信號(hào)的速度和響應(yīng)程度計(jì)算電極響應(yīng)數(shù)據(jù)的一種檢測方法。交流阻抗是一種常用的檢測混凝土鋼筋腐蝕的方法；一般來說，測試可以提供關(guān)于鋼筋腐蝕機(jī)理的重要信息，并測量鋼筋的腐蝕速率。

然而，在實(shí)踐中，交流阻抗檢測往往需要大量的時(shí)間，需要在測試結(jié)束后對(duì)結(jié)果進(jìn)行重復(fù)分析。此外，用于交流阻抗檢測的儀器和設(shè)備非常昂貴，因此，不能在檢測現(xiàn)場移動(dòng)儀器，以免在使用過程中遭受損壞。

3.3.2 鋼筋腐蝕EIR 綜合評(píng)估方式

鋼筋腐蝕EIR 綜合評(píng)估方法一般是指適合應(yīng)用在施工現(xiàn)場的混凝土鋼筋銹蝕檢測方法。與交流阻抗檢測方式相比，鋼筋腐蝕EIR 檢測方式采用了多元統(tǒng)計(jì)分析方法，在操作的時(shí)候需要打造專門的數(shù)學(xué)模型，形成三元辨別函數(shù)，之后應(yīng)用得到的數(shù)據(jù)信息來評(píng)估混凝土鋼筋銹蝕問題【3】。

3.3.3 恒電量試驗(yàn)檢測方式

恒流試驗(yàn)的檢測方式在20 世紀(jì)80 年代末首次出現(xiàn)，如勵(lì)磁信號(hào)衰減曲線，分析并利用了衰減曲線的變化，以獲取數(shù)據(jù)的鋼筋腐蝕。在實(shí)際應(yīng)用中，這種檢測方法的電信號(hào)微弱且瞬時(shí)，通?？梢詼?zhǔn)確地測量棒材腐蝕的瞬時(shí)變化率。

3.4 采用外絕緣層法降低環(huán)境濕度的影響

在橋梁和道路工程中，環(huán)境濕度會(huì)對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生侵蝕作用。首先，所有裸露的鋼筋和沙強(qiáng)噴射器，都要面對(duì)銹蝕的混凝土鋼筋，以及經(jīng)過防銹處理的無菌混凝土表面的顆粒。棒的內(nèi)側(cè)涂上液態(tài)環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑，橋梁銹蝕鋼筋混凝土公路橋在最惡劣的環(huán)境中也可采取表面化學(xué)結(jié)構(gòu)鋼筋膏涂抹，以減少水分對(duì)鋼筋的腐蝕效果，確保公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。

在鋼筋表面涂漆時(shí)，必須考慮到所涉及的各種問題。最常見的4 種涂層方法是：

1）氧化乙炔型的火焰鋁絲融化方法，運(yùn)用高壓霧化氣體，對(duì)鋼筋表層實(shí)施火焰噴漆處理。

2）鋼筋表面運(yùn)用防銹材料。

3）鍍鋅位置的熱處理，運(yùn)用酸性材質(zhì)去除銹跡。

4）運(yùn)用噴射漆物設(shè)備，使電源基本形成正負(fù)兩極的電荷金屬絲，并進(jìn)一步讓金屬絲噴槍的交匯位置形成弧熔化，在鋼筋表面的油漆涂層中，可選用這些方法進(jìn)行防治處理。

4 結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程運(yùn)營過程中，為了滿足橋梁運(yùn)營要求，需要對(duì)公路橋梁鋼筋腐蝕的原因進(jìn)行分析，并做好腐蝕檢測工作，以確保橋梁工程的正常進(jìn)行。