建材檢測中混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)分析

李劍風(fēng)

（中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)廈門宏業(yè)有限公司，福建 廈門 361000）

混凝土鋼筋材料是建筑工程中的主要建材，鋼筋材料的性能直接影響建筑工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性和主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，影響主體建筑物的使用性能。因此，技術(shù)人員應(yīng)將混凝土鋼筋的腐蝕檢測作為建材檢測的重點(diǎn)，根據(jù)工程實(shí)際情況靈活采用合適的技術(shù)開展混凝土鋼筋的檢測；綜合分析混凝土鋼筋的儲存環(huán)境，制定科學(xué)鋼筋腐蝕檢測方案，將檢測結(jié)果運(yùn)用于材料管理和工程質(zhì)量控制。在檢測環(huán)節(jié)，技術(shù)人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕與腐蝕的情況，避免將被腐蝕的鋼筋使用到工程施工中，保證建筑工程建設(shè)質(zhì)量符合地方規(guī)范和項(xiàng)目要求。

1 混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)的機(jī)理

混凝土鋼筋是建筑工程的主要建材，其在工程施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)和施工過程中容易發(fā)生腐蝕情況，一旦腐蝕就會影響鋼筋材料的性能，從而影響建筑工程的整體建設(shè)質(zhì)量。根據(jù)建筑工程建設(shè)中建材檢測經(jīng)驗(yàn)分析，常見的鋼筋腐蝕現(xiàn)象的腐蝕機(jī)理包括：

（1）化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕是最常見的鋼筋腐蝕機(jī)理之一，是鋼筋長時(shí)間暴露在空氣中，受空氣中各種氣體成分、非電解質(zhì)溶液的影響，從而形成腐蝕。在化學(xué)腐蝕過程中，鋼筋材料表面會形成氧化物，若鋼筋儲存的環(huán)境較為干燥且溫度較高，則表面氧化物會產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)一步加劇鋼筋表面腐蝕。

（2）電化學(xué)腐蝕。對于混凝土鋼筋材料而言，儲存環(huán)境中水分過多也會對鋼筋性能產(chǎn)生影響，促使鋼筋產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。在實(shí)際過程中，鋼筋表面鈍化、被腐蝕，pH 值逐漸降低，若鋼筋表面的保護(hù)膜產(chǎn)生裂紋，氯離子與鋼筋中的金屬元素發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，加劇表面腐蝕。

2 建筑混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)的原因

在建筑工程的建材檢測中，之所以控制混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)，是由于鋼筋腐蝕的特殊機(jī)理。根據(jù)這種機(jī)理，工作人員分析鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)的原因如下：

2.1 鋼筋材料的結(jié)構(gòu)特性原因

根據(jù)上述分析，鋼筋材料內(nèi)包含大量的鐵、碳、晶界面等元素。鋼筋材料內(nèi)此類物質(zhì)存在的形式多種多樣，主要是化合物、固溶體、機(jī)械混合物等。一旦鋼筋內(nèi)部的元素與晶界面共存，就會在鋼筋內(nèi)部形成陰極和陽極，陰極與陽極相互作用，形成能夠腐蝕鋼筋的微電池。在微電池的長期作用下，鋼筋材料的腐蝕程度逐漸加深，最終產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕問題。

2.2 鋼筋銹蝕機(jī)理原因

在混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)中，鋼筋與混凝土互相作用，尤其是混凝土內(nèi)部水泥發(fā)生水化熱時(shí)會產(chǎn)生大量的Ca（OH）2固體，這種物質(zhì)受到自身堿性特征的影響，促使鋼筋內(nèi)部pH 值增大；而鋼筋長期處于堿性環(huán)境中會加快鋼筋進(jìn)入鈍化狀態(tài)的速度，促使鋼筋逐漸發(fā)生腐蝕。

2.3 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕原因

根據(jù)上述分析的“鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)的機(jī)理”，電化學(xué)與化學(xué)作用是鋼筋腐蝕檢測的主要機(jī)理，也是造成鋼筋腐蝕的主要原因。在實(shí)際過程中，鋼筋與干燥性氣體、非電解溶液相接觸會產(chǎn)生純化學(xué)腐蝕情況；鋼筋腐蝕過程中產(chǎn)生氧化物會堆積在鋼筋表面，繼續(xù)加劇鋼筋腐蝕。鋼筋與濕潤氣體、氯鹽、氧氣、水等物質(zhì)接觸會影響鋼筋表面鈍化膜的質(zhì)量，造成嚴(yán)重腐蝕，同時(shí)，氯離子在腐蝕過程中逐漸向鋼筋內(nèi)部滲透，進(jìn)一步加深對鋼筋的腐蝕。隨著鋼筋電化學(xué)腐蝕程度的逐漸深入，其腐蝕速度會逐漸加快，逐步增加對鋼筋所在建筑物穩(wěn)定性的威脅。

3 建材檢測中混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)

3.1 物理方法

3.1.1 渦流檢測技術(shù)

渦流檢測技術(shù)就是利用電磁感應(yīng)原理對鋼筋表面進(jìn)行檢測的技術(shù)。工作人員在鋼筋表面安裝電磁裝置，利用電磁感應(yīng)與鋼筋內(nèi)部進(jìn)行“信號交流”，產(chǎn)生感應(yīng)渦流。在實(shí)際檢測中，鋼筋的腐蝕程度越深，在鋼筋表面腐蝕位置周圍形成的磁場渦流越大，磁場變化越大。工作人員能夠更加清晰地分析鋼筋內(nèi)部渦流與勵磁電流之間的相位關(guān)系，分析鋼筋截面積損失率，從而了解混凝土鋼筋的腐蝕情況。

3.1.2 聲發(fā)射檢測技術(shù)

聲發(fā)射檢測技術(shù)利用的是混凝土鋼筋腐蝕中的內(nèi)力作用。在鋼筋腐蝕過程中，被腐蝕的位置周圍出現(xiàn)結(jié)構(gòu)膨脹現(xiàn)象，此時(shí)鋼筋與混凝土互相影響，促使鋼筋產(chǎn)生內(nèi)張力，引起混凝土開裂。工作人員利用聲發(fā)射檢測技術(shù)在混凝土裂縫位置安裝聲波探頭，采用定位發(fā)射器檢測鋼筋內(nèi)部情況，根據(jù)檢測結(jié)果判斷鋼筋的腐蝕程度。

3.1.3 電阻探針檢測技術(shù)

電阻探針檢測技術(shù)主要是利用與鋼筋材質(zhì)相同的電阻探針進(jìn)行檢測。在實(shí)際檢測過程中，工作人員始終保持探針的長度不變，隨著鋼筋截面積的不斷縮小，其檢測到的電阻值逐漸增大；之后，工作人員對探針電阻改變數(shù)值繼續(xù)檢測，分析檢測結(jié)果，就可以得到鋼筋腐蝕的深度。

3.2 電化學(xué)法

3.2.1 線性極化檢測

線性極化檢測技術(shù)也可以稱為“極化電阻技術(shù)”。這一技術(shù)是近些年鋼筋腐蝕速度測試應(yīng)用最頻繁的技術(shù)之一，工作人員利用已知的腐蝕率參數(shù)和極化曲線參數(shù)分析鋼筋腐蝕電位中的斜率，判斷斜率的相關(guān)性。之后，利用三電極系統(tǒng)進(jìn)行檢測，結(jié)合環(huán)境耦合數(shù)據(jù)分析腐蝕率，以判斷鋼筋腐蝕速率。在實(shí)際檢測過程中，工作人員應(yīng)掌握鋼筋表面積數(shù)據(jù)，以保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.2.2 鋼筋腐蝕綜合評估技術(shù)

鋼筋腐蝕綜合評估技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場測量，工作人員利用這一技術(shù)開展鋼筋腐蝕檢測，需要利用多元統(tǒng)計(jì)分析模型，結(jié)合鋼筋性能參數(shù)打造數(shù)據(jù)模型，按照函數(shù)科學(xué)劃分檢測中獲取的數(shù)據(jù)類別，然后根據(jù)具體的數(shù)值情況判斷鋼筋材料的腐蝕程度。

4 建材檢測中混凝土鋼筋腐蝕檢測要點(diǎn)應(yīng)用

4.1 項(xiàng)目簡介

某世博園藝術(shù)廣場項(xiàng)目按照“動態(tài)建筑”進(jìn)行建設(shè)。本項(xiàng)目內(nèi)的“動態(tài)建筑”已經(jīng)超過常規(guī)的建筑工程、土木工程的范疇，其屬于一種系統(tǒng)性的工程。相較于普通的建筑工程，“動態(tài)建筑”項(xiàng)目對建筑物主體結(jié)構(gòu)的耐久性和穩(wěn)定性有更高的要求，對混凝土鋼筋材料的性能、鋼筋結(jié)構(gòu)的施工工藝等均提出了較高要求。根據(jù)本項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行分析，項(xiàng)目主體建筑物的建設(shè)規(guī)模較大、施工技術(shù)較多，對混凝土鋼筋等材料性能要求較高，如何加強(qiáng)對混凝土鋼筋材料性能的控制，是應(yīng)重點(diǎn)思考的問題?；炷龄摻畹母g檢測是性能控制的主要環(huán)節(jié)，工作人員根據(jù)本工程施工環(huán)境與施工工藝要求開展混凝土鋼筋的腐蝕檢測，明確檢測要點(diǎn)后嚴(yán)謹(jǐn)落實(shí)各項(xiàng)檢測技術(shù)，以了解混凝土鋼筋的性能情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土鋼筋的腐蝕問題，確保本項(xiàng)目主體建筑物的施工材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 應(yīng)用領(lǐng)域

根據(jù)某世博園藝術(shù)廣場項(xiàng)目中“動態(tài)建筑物”工程的建設(shè)需求，工作人員整合上述多種不同的混凝土鋼筋腐蝕檢測技術(shù)，進(jìn)一步制定鋼筋銹蝕綜合檢測與分析方案。

4.2.1 鋼筋腐蝕檢測技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)用

在本項(xiàng)目的鋼筋腐蝕檢測與分析中，工作人員以鋼筋的復(fù)雜腐蝕因素為基礎(chǔ)，多角度分析鋼筋的腐蝕情況。工作人員對混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的鋼筋材料進(jìn)行分析，認(rèn)為鋼筋的腐蝕分為直接原因和間接原因，而單一的聲波發(fā)射檢測技術(shù)對外部環(huán)境的依賴性較強(qiáng)，缺乏對鋼筋本身性能影響的判斷，會影響鋼筋腐蝕檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和全面性?；诖?，工作人員提出鋼筋銹蝕綜合分析。在具體分析環(huán)節(jié)，工作人員根據(jù)儀器設(shè)備的檢測結(jié)果初步分析鋼筋的腐蝕情況，然后結(jié)合鋼筋的具體材質(zhì)、規(guī)格、其他性能參數(shù)等進(jìn)行綜合分析與判斷，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)分析鋼筋腐蝕的具體情況，找出鋼筋腐蝕的原因，以便于之后控制混凝土鋼筋材料性能狀態(tài)，為今后的施工作業(yè)做好準(zhǔn)備。在實(shí)際混凝土鋼筋腐蝕檢測中，工作人員運(yùn)用這種綜合分析方法，需要結(jié)合混凝土鋼筋銹蝕的表面檢查情況，以鋼筋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，確保檢測技術(shù)使用的規(guī)范性、腐蝕檢測結(jié)果的可靠性。此外，在綜合分析過程中，無論工作人員主要使用物理檢測技術(shù)，還是主要使用電化學(xué)檢測技術(shù)，都應(yīng)將質(zhì)量要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)作為首要依據(jù)，保證鋼筋腐蝕檢測工作契合技術(shù)條件和外部環(huán)境。

4.2.2 鋼筋腐蝕檢測結(jié)果的應(yīng)用

建材檢測的目的是控制建材的質(zhì)量和保證工程建設(shè)質(zhì)量。因此，在某世博園藝術(shù)廣場項(xiàng)目的混凝土鋼筋腐蝕檢測后，工作人員應(yīng)將檢測結(jié)果運(yùn)用于工程建設(shè)領(lǐng)域，具體應(yīng)用內(nèi)容如下：

①根據(jù)鋼筋腐蝕檢測結(jié)果掌握本項(xiàng)目內(nèi)鋼筋材料的特征，以此為依據(jù)選擇合適的施工技術(shù)?；炷龄摻畈牧系闹饕煞譃樘己丸F，這兩種元素與其他金屬元素大量共存，很容易產(chǎn)生化合物、固溶體，形成多種不同的混合物，并且存在于鋼筋材料中，產(chǎn)生銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。由于不同元素在鋼筋材料內(nèi)的占比不同，會逐漸出現(xiàn)不同的缺陷問題以及晶界面現(xiàn)象。若此時(shí)鋼筋遭受腐蝕或鋼筋正處于被腐蝕過程中，則鋼筋表面的晶界面會逐漸形成不同的電化學(xué)成分，如微電池，而微電池的陽極與陰極相互連通，進(jìn)一步加劇鋼筋材料的腐蝕程度。工作人員可根據(jù)鋼筋材料的電化學(xué)腐蝕原理，加強(qiáng)對鋼筋材料與其他物品接觸的控制，嚴(yán)格管理鋼筋的儲存環(huán)境、接觸物品等，控制鋼筋材料的質(zhì)量，并且選擇不會觸發(fā)鋼筋材料表面微電池產(chǎn)生的施工工藝，確保鋼筋材料不會在施工過程中發(fā)生腐蝕，降低鋼筋材料腐蝕的概率。

②加強(qiáng)對鋼筋材料保護(hù)層的保護(hù)。某世博園藝術(shù)廣場項(xiàng)目工程建設(shè)規(guī)模較大，施工周期較長，鋼筋材料在現(xiàn)場的保存時(shí)間較長。在項(xiàng)目建設(shè)過程中，混凝土鋼筋材料暴露于外部環(huán)境，環(huán)境中的各種氣體成分、溫度、濕度等交互作用于鋼筋材料表面，促使鋼筋材料表面發(fā)生碳化反應(yīng)。鋼筋材料在外部環(huán)境放置的時(shí)間越長，其碳化反應(yīng)越嚴(yán)重，鋼筋材料表面的保護(hù)層受到的腐蝕就越深，最終腐蝕穿透保護(hù)層造成鋼筋材料損傷，嚴(yán)重影響鋼筋的使用性能。根據(jù)這一原理，工作人員應(yīng)結(jié)合本項(xiàng)目的混凝土鋼筋腐蝕檢測結(jié)果嚴(yán)格控制鋼筋環(huán)境，加強(qiáng)對環(huán)境內(nèi)溫度、濕度參數(shù)的控制，采用不會腐蝕鋼筋表面保護(hù)層的材料對鋼筋進(jìn)行覆蓋，同時(shí)保證環(huán)境內(nèi)通風(fēng)，避免環(huán)境內(nèi)存在酸性氣體，從而有效保護(hù)鋼筋材料表面的保護(hù)層。

4.2.3 市場前景

根據(jù)某世博園藝術(shù)廣場項(xiàng)目中建材檢測的混凝土鋼筋銹蝕檢測技術(shù)的實(shí)施，可以看出，綜合檢測方法在建筑工程的鋼筋腐蝕檢測中應(yīng)用效果良好，這一方法可以滿足不同情況的建設(shè)項(xiàng)目的建材檢測需要。目前，我國建筑工程行業(yè)快速發(fā)展，各地區(qū)的建筑建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模不斷擴(kuò)大、施工周期越來越長，混凝土鋼筋的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)日益增加；加之建筑工程建設(shè)工藝更加復(fù)雜，對鋼筋材料性能的要求更高。面對如此復(fù)雜的情況，單一的鋼筋腐蝕檢測技術(shù)已無法充分滿足項(xiàng)目的建設(shè)需要，這種綜合性的檢測方法能夠充分滿足項(xiàng)目的實(shí)際需求，以便工作人員根據(jù)具體的情況調(diào)整不同檢測技術(shù)的搭配方法，最終獲得精準(zhǔn)、可靠、全面的鋼筋腐蝕檢測結(jié)果，為進(jìn)一步保障項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量提供可靠依據(jù)。同時(shí)，這種綜合檢測方法中包含豐富的電化學(xué)檢測技術(shù)、物理檢測技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)觀察技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，能夠進(jìn)一步對人工無法檢測到的位置進(jìn)行檢測，保證鋼筋性能信息完整呈現(xiàn)出來。

5 結(jié)語

綜上所述，混凝土鋼筋的腐蝕檢測對于建筑工程施工而言極為重要。通過本次對混凝土鋼筋腐蝕檢測的研究，進(jìn)一步了解了混凝土鋼筋腐蝕檢測的原因，技術(shù)人員可以綜合分析這些原因，更好地把握腐蝕檢測的具體操作要點(diǎn)，把握不同檢測技術(shù)的應(yīng)用側(cè)重，從而充分發(fā)揮不同檢測技術(shù)的優(yōu)勢，精準(zhǔn)檢測出混凝土鋼筋的腐蝕情況。在今后的建筑工程建成檢測工作中，技術(shù)人員可根據(jù)工程實(shí)際情況制定合適的腐蝕檢測方案，靈活應(yīng)用不同的物理技術(shù)與電化學(xué)技術(shù)開展混凝土鋼筋的腐蝕檢測并充分利用檢測結(jié)果。