公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法探討探述

謝佳沛

摘 ? ?要：鋼筋混凝土已經(jīng)成為現(xiàn)代公路橋梁工程的常用結(jié)構(gòu)形式，但混凝土中的鋼筋經(jīng)過長期使用后往往會出現(xiàn)腐蝕問題，這會給公路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和通行的安全性帶來嚴重的風(fēng)險隱患，因此必須高度重視鋼筋腐蝕檢測工作。在檢測中要充分了解可能對鋼筋造成腐蝕作用的各種影響因素，并根據(jù)實際情況選擇相應(yīng)的檢測方法，確保檢測結(jié)果客觀準確。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;混凝土;鋼筋腐蝕;檢測方法

1 ?前言

由于公路橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在運行過程中會在交變載荷以及水體、降雨、空氣污染等各種自然因素的綜合作用下而受到腐蝕，這不僅會對公路橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響，造成公路橋梁工程的耐久性下降，同時還會給公路橋梁的路用性能以及通行的安全性和暢通性帶來嚴重的安全隱患，因此要對鋼筋腐蝕病害問題的重要性有充分認識。

2 ?公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕的主要影響因素分析

2.1 ?腐蝕鋼筋的大氣環(huán)境因素

公路橋梁混凝土中的鋼筋會受到大氣濕度因素的影響而發(fā)生腐蝕，同時大氣濕度的不同也會使鋼筋的腐蝕深度以及腐蝕速率存在一定的差異。當濕度達到了65%以上時，混凝土中的鋼筋就會開始發(fā)生不同速率的腐蝕[1]。因此加設(shè)在水體上的公路橋梁的鋼筋腐蝕現(xiàn)象比較嚴重。同時由于空氣中含量一定的氯離子以及二氧化硫成分，特別是在空氣污染程度較重時，氯離子以及二氧化硫含量增加，當其附著在鋼筋表面上時就有可能產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，并導(dǎo)致鋼筋受到腐蝕。

2.2 ?腐蝕鋼筋的水介質(zhì)環(huán)境因素

由于公路橋梁往往架設(shè)在自然水體上，因此當?shù)w中存在大量的腐蝕性污染物時就會對鋼筋造成腐蝕，同時海水也會腐蝕鋼筋。此外，土壤環(huán)境中的電介質(zhì)也是腐蝕鋼筋的一個重要因素。

3 ?公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法分析

3.1 ?鋼筋腐蝕的有損檢測方法

當公路橋梁的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)比較明顯的脫落、空鼓或者開裂問題時，可以采用這種有損檢測方法來對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的具體腐蝕程度進行定量檢測分析。在檢測時應(yīng)首先將腐蝕現(xiàn)象比較明顯的外層混凝土鑿開，使鋼筋表面暴露，然后在通過外觀觀察來根據(jù)經(jīng)驗對腐蝕程度進行初步的經(jīng)驗定性判斷。當發(fā)現(xiàn)腐蝕程度比較嚴重時，應(yīng)進一步通過重力分析等方法進行定量檢測。在重力分析時則應(yīng)將腐蝕鋼筋取樣并浸泡在克拉克溶液內(nèi)以去除其表面銹蝕物，以便對鋼筋腐蝕量進行測定，浸泡實踐應(yīng)控制在25min左右。另外也可以根據(jù)裂縫寬度以及開展方向等讀鋼筋質(zhì)量損失進行計算分析。有損檢測方法是一種比較常用的傳統(tǒng)檢測方式，其雖然能夠直觀準確的了解鋼筋腐蝕程度，但是需要對橋梁結(jié)構(gòu)造成一定破壞，同時也無法實現(xiàn)對鋼筋狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)控。

3.2 ?鋼筋腐蝕的無損檢測方法

隨著檢測技術(shù)的發(fā)展，目前在鋼筋腐蝕檢測中逐漸開始采用無損檢測方法，而利用鋼筋的聲波、電磁以及電阻等物理特性以及鋼筋的電化學(xué)特性來進行的檢測方法被廣泛應(yīng)用。

3.2.1 采用綜合分析法檢測鋼筋腐蝕

所謂綜合分析法也就是通過對鋼筋腐蝕的各種影響因素進行檢測，從而實現(xiàn)腐蝕預(yù)測模型的構(gòu)建，這樣就可以對鋼筋的腐蝕發(fā)展進行較為準確的預(yù)測。在應(yīng)用該方法時應(yīng)首先準確測定所有相關(guān)因素對鋼筋腐蝕的影響程度，然后以反應(yīng)控制模型、經(jīng)驗?zāi)Ｐ鸵约半娀瘜W(xué)模型等為基礎(chǔ)構(gòu)建腐蝕預(yù)測模型。這種方法能夠?qū)窐蛄轰摻罨炷两Y(jié)構(gòu)的所有影響因素進行綜合性的分析，且操作比較簡便，不過其主要是進行定性分析，是輔助性鋼筋腐蝕檢測方法。

3.2.2 ?采用物理方法檢測鋼筋腐蝕

在對公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕進行檢測時還可以采用電阻探針、聲波探測以及光纖傳感等物理檢測方法，此類方法主要是在實驗室內(nèi)對鋼筋腐蝕進行定性分析檢測。其中電阻探針方法是在混凝土中埋入和鋼筋材質(zhì)相同的探針，并將恒定電流施加在電阻探針上，這樣就能夠根據(jù)在探針兩端測得的電壓值來對其電阻以及直徑改變量進行計算，從而了解鋼筋腐蝕的深度[3]。這種檢測方法具有較高的精度，且在檢測中不需要取樣和清理鋼筋表面，操作比較簡便。檢測鋼筋腐蝕也可以采用聲波探測方法，其主要是根據(jù)不同物體所產(chǎn)生的彈性波各不相同，因此通過對其聲波信號的采集分析就可以了解檢測目標的狀態(tài)。這種檢測方法能夠?qū)窐蛄夯炷羶?nèi)鋼筋腐蝕情況進行實時的動態(tài)檢測，且其定位效率較高，因此得到了廣泛的應(yīng)用，不過在實際應(yīng)用中比較容易受到其他聲波的影響，造成其檢測精度下降這也是該檢測方法未來需要重點解決的問題。而光纖傳感檢測方法則是根據(jù)光子在不同介質(zhì)中傳播時，其會產(chǎn)生不同的相位、波長以及頻率變化，因此能夠準確有效的檢測鋼筋腐蝕情況，被廣泛應(yīng)用于鋼筋腐蝕的定性檢測中。

3.2.3 ?采用電化學(xué)法檢測鋼筋腐蝕

對公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕進行檢測時還可以采用電化學(xué)方法，其具有較高的靈敏度和檢測效率，不僅可以滿足現(xiàn)場原位檢測的要求，同時還為在線監(jiān)測提供了良好的前提條件。其中線性極化法是一種比較常用的定量電化監(jiān)測方法，其主要是通過三電級以及雙電極系統(tǒng)對混凝土以及鋼筋耦合腐蝕率進行檢測，并計算腐蝕電流。線性極化檢測方法能夠?qū)Ωg速率瞬間捕獲，同時其數(shù)據(jù)處理比較簡單，可以對鋼筋腐蝕程度進行準確全面的評價分析，不過該方法主要適用于對已經(jīng)鋼筋腐蝕表面面積時的檢測分析，適應(yīng)性受到了一定的限制。在檢測鋼筋腐蝕時也可以采用交流阻抗譜方法，其護腰是通過擾動施加于電極的低強度交流信號來檢測其振幅以及相位的變化值，從而對鋼筋腐蝕程度進行分析。這是一種比較常用的暫態(tài)頻譜分析方法，能夠準確了解混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕速率、腐蝕臨界等多種信息。而自然電位檢測方法則主要是根據(jù)鋼筋腐蝕后的自然電位變化來對其腐蝕狀態(tài)進行間接性的評價分析。這種檢測方法由于所需要的檢測設(shè)備相對簡單，且操作比較便捷，因此在檢測實踐中得到了廣泛應(yīng)用。不過影響鋼筋電位的環(huán)境因素比較復(fù)雜，這會造成檢測結(jié)果的精度降，在應(yīng)用時需要結(jié)合表面觀察等方法來提高其檢測的準確性。

3.3 ?采用ETR法檢測鋼筋腐蝕

由于造成公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕的因素比較多，且其腐蝕狀態(tài)也較為復(fù)雜，因此單獨采用一種檢測方法往往存在檢測結(jié)果不全面不準確的問題，無法為公路橋梁的養(yǎng)護處理提供可靠的參考數(shù)據(jù)，所以要通過ETR方法的應(yīng)用來對混凝土電阻率、鋼筋自然電位以及腐蝕電流密度等引進綜合性的評價分析，這樣才能客觀準確的了解鋼筋的實際腐蝕狀況。在應(yīng)用ETR檢測方法時要合理選擇評價函數(shù)以及標準，對鋼筋腐蝕檢測數(shù)據(jù)進行優(yōu)化處理，從而提高評價分析的精確性。

4 ?總結(jié)

在公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測中，檢測人員積極引入并運用先進的檢測方法，不斷總結(jié)實踐經(jīng)驗，根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實際情況提高檢測方法選擇應(yīng)用的合理性。同時也可以通過不同檢測方法的綜合應(yīng)用來提高檢測結(jié)果的精確性，確保檢測數(shù)據(jù)具有較高的重現(xiàn)性，從而客觀準確的反應(yīng)公路橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的真實腐蝕情況。為公路橋梁工程的檢修養(yǎng)護等工作提供可靠的參考依據(jù)，保證公路橋梁的安全運行。

參考文獻：

[1] 王黎明.公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法分析[J].全面腐蝕控制，2019（11）：116～117.

[2] 羅冬，李媛媛，李俊楠.橋梁混凝土鋼筋腐蝕檢測技術(shù)探討[C].中國腐蝕與防護學(xué)會，2017.

[3] 張變?nèi)?公路橋梁混凝土中鋼筋腐蝕檢測方法探討[J].山西建筑，2017（14）：173～174.