摘要:我国建筑业发展迅速,在发展过程中必须盖度重视保持建筑物的稳定性和安全性。在具体工作中,为了提高混凝土的稳定性,有必要采取有效措施。目前,我国钢筋材料质量不同,实践中出现了腐蚀问题。为了有效解决这一问题,有关单位应高度重视混凝土腐蚀检测。
关键词:公路桥梁;混凝土;钢筋腐蚀;检测
前言
这些年出现了许多质量事故。钢筋腐蚀极大损害了结构的耐久性与承载力。使国家每年背负沉重的经济损负担。钢筋混凝土结构的硬化,会生成水化反应,使得结构内部形成了许多碱性物质,增高了PH值,钢筋与碱性物质会产生化学反应,开始钝化,时间长了,就会出现腐蚀。
1钢筋腐蚀原因
钢筋的主要元素是铁,当达到了一定条件时,铁元素会与空气中的氧和水分等发生化学反应,进而在钢筋表面形成氢氧化铁、三氧化二铁等物质,这些物质就是常说的“锈”。钢筋腐蚀的本质就是钢筋中铁成分的氧化反应。造成这种现象的原因有两种,一种是受环境因素的影响,一种是防腐的处理措施不当。
1.1环境因素的影响
路桥建筑周围的环境具有一定的特殊性,这些特殊环境会使钢筋发生腐蚀,主要包括以下几种情况:钢筋混凝土附近的地下水和周围空气中水分的交替变化,会引起钢筋腐蚀。比如,路桥周围有化丁厂会造成空气污染,改变空气成分,进而对钢筋产生影响;钢筋或钢筋混凝土所处环境的温度提升,会促使钢筋中的铁成分与空气中的水分发生反应,进而使钢筋腐蚀更加严重;钢筋周围微生物和酸性物质较多,也会对钢筋造成腐蚀。
1.2钢筋防腐的处理措施不当
通常情况下,钢筋腐蚀是不可避免的,但是可以通过相应的处理措施,最大程度地降低钢筋腐蚀程度。然而,如果处理措施应用不当,钢筋腐蚀现象会加剧。在路桥建筑施工中,使用碱度不高的水泥,这样容易出现混凝土钢筋防腐层失效、防腐层变形、穿孔或者出现破裂等现象,防腐层无法起到有效作用,钢筋也无法得到很好的保护 [1] 。
2钢筋腐蚀检测方法
2.1物理学检测
第一,电阻探针法。电阻探针法和钢筋一样材质的电阻一同放置在混凝土中,利用平衡电桥,对探针电阻实施测量,因为探针电阻与电针截面积二者间是一种反比关系,基于此,通过电阻的变化转变为腐蚀深度,以实现检测。电阻探头法于上世纪二十年代被欧美等一些国家所使用,该方法的应用,混凝土浇筑开始前,预先填埋探头,当钢筋腐蚀比较均匀时,适宜使用这种方法,当钢筋产生局部腐蚀,并不能通过加速方式实现检测的目的。
其次,光纤传感检测法。该方法是一种新型的技术,具有比较高的使用价值。光纤质量轻、耐高温等,容易集聚在混凝土结构内部,把光纤用作耐腐蚀传感器,以实现对混凝土钢筋腐蚀的检测,在局部方案上,不再使用光波导传感方式,而使用金属膜,以得到金属有关腐蚀信息。在铺设过程中,把各个光纤钢筋腐蚀传感器与钢筋紧紧贴在一起,将光时域反射技术应用其中,如果是大规模混凝土结构,能够实现对钢筋腐蚀的多点检测。如果敏感膜没有受到腐蚀,利用检测获得的光信号,生成光纤传感器,把光线传感器填埋在混凝土中,测定其在钢筋混凝土结构中的敏感膜腐蚀程度,进而判断出钢筋腐蚀程度。
再次,声波发射法。声波发射法凭借混凝土中钢筋在混凝土腐蚀中生成的内力,使附近混凝土胀开,通过声波释放一部分能量,然后利用声发射探头,测定发声所处区域及强度。这种方法有很大缺陷,对其余声波的干扰并不能有效规避,对钢筋腐蚀活性高低与声发射之间关系的构建是非常困难的。另外,将物理技术应用于混凝土钢筋腐蚀中,还要配合使用磁通减量法等,考虑具体情况,合理运用[3]。
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2.2电化学检测
首先,交流阻抗法。在应用技术基础上产生的这种方法,交流阻抗法所坚持的原则即,对电极施加交流电压、电流,探究其信号,依照响应程度对电极反应数据实施计算。通常交流阻抗法应用于钢筋混凝土腐蚀度中。交流阻抗法的应用,将腐蚀机制的有关信息给呈现出来,测定出腐蚀速度,为使信息更准确,要拓宽测算范围,尤其钢筋混凝土的腐蚀速度的测定更是如此,信息数据所处的频区越低,越重要。交流阻抗法的测试要消耗较长的时间,需要反复多次测算,多次激励系统、测算仪器各种各样,造价成本高,为不出现损害情况,适用于现场。纵使交流阻抗法在数据测算上较为精确,呈现出腐蚀速度,而并不适用于现场测算。
其次,钢筋腐蚀曰R综合评估法该方法适用于现场实施测量的化学要素中,而化学药物包括混凝土电阻率与腐蚀电流,以此对钢筋腐蚀情况实施诊断。根据钢筋腐蚀情况不同,可分为下面两种情况:一种情况为钢筋己腐蚀,另一种情况是钢筋未腐蚀。利用判别分析法,构建数学模型。变量选定与钢筋腐蚀关系紧密的现场容易测定的电化学要素,构建判别函数,紧接着通过判别准则与判别函数,实现最终的分类,最终利用统计,对新个体在两类中的后验概率实施计算,对分类的可靠性做出验证与计算。
再次,恒电量试验方法。恒电量试验方法最早出现在钢筋混凝土腐蚀的研究中,上世纪八十年代末期,为获得大量精确的数据,部分研究学者把恒电量试验方法用作激励信号,对衰减曲线实施分析。恒电量试验方法具有微弱的电信号,同时兼有瞬间性,此外,测量表现出衰减变化,其能够迅速精准地测定出钢筋瞬间腐蚀速度。
2.3 EIR综合评估方案
为了满足钢筋腐蚀实际检测工作的要求,必须进行钢筋腐蚀综合评价法的应用,这种评价方法有三个重要组成部分,分别是电阻率化学、腐蚀电流密度状况、钢筋自然腐蚀电位状况,这种钢筋腐蚀评估方法被称为EIR检测方法,这种方法具备良好的工作效益。判别分析模式是多元统计分析的重要组成部分,EIR评估体系实现对判别分析法的有效使用,通过对数学模型的建立,进行钢筋腐蚀状况信息数据的收集,进行钢筋腐蚀及未腐蚀状况的划分,分别将其归于第一类、第二类,通过对现场电化学三要素的分析,进行三元变量的确定,再进行三元判别函数的建立,将个体带入相应的判别准则,做好最终分类工作,通过对相关统计计算模式的应用,进行钢筋腐蚀状态的评价,这需要进行混凝土电阻率、腐蚀电流、腐蚀电位等影响条件的多元化分析,通过对EIR综合评估法的应用,可以确保混凝土钢筋腐蚀检测效益的提升,这需要灵活应用EIR综合评估法的判别函数,进行钢筋腐蚀检测结果的优化[2]。
3钢筋腐蚀的光纤监测技术
可通过光纤腐蚀传感器和光纤镀膜传感器来进行。光纤腐蚀传感器主要利用钢丝安全环当做钢筋的等效物,如果钢丝发生腐蚀,那么钢丝会逐渐变细,最后发生断裂,此时弯曲光纤的曲率会减小,但同时,光纤内光能量会迅速增加,这样就可以通过光能量的增加程度,判定钢筋的腐蚀程度。然而,大量实践证明,光纤腐蚀传感器不能实时反映出安全环的腐蚀情况,因此也无法展示出钢筋腐蚀的过程。光纤镀膜传感器与合金属膜有关。由于合金膜能对纤芯内的光线起到较强的散射作用,因此,随着钢筋腐蚀程度的不断加大,合金膜会逐渐受损,纤芯内的光线受到的散射作用也会随之减弱,光纤的功率就会发生变化。技术人员通过对光纤功率的观察和辨别,就能准确地检测钢筋的腐蚀情况。这种传感器充分利用了光纤传感技术,而且镀膜操作非常简单,因此比较成功,但是需要加强镀膜的附着力,实用性才能得到进一步增强。
结束语
为了满足现阶段桥梁混凝土实际工作的要求,必须进行钢筋混凝土腐蚀发展状况的正确性评估,从而做好公路桥梁结构使用寿命的评价工作,进行混凝土耐久性的分析,优化钢筋腐蚀的检测方案,从而提升公路桥梁工程的整体运作效益。
参考文献:
[1]赵春红,混凝土钢筋锈蚀检测技术研究[J],中国公路,2016(5):66-68.
[2]张变瑞,公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨[J],山西建筑,2017,(14):6-7.
[3]刘智强,建材检测中混凝土钢筋锈蚀的检测要点分析[J],建筑工程技术与设计,2016(33):184.
论文作者:傅燕芬,李宝军
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签:钢筋论文; 混凝土论文; 光纤论文; 传感器论文; 钢筋混凝土论文; 阻抗论文; 电阻论文; 《基层建设》2018年第28期论文;