哈尔滨市上和时代市政工程材料检测有限责任公司 黑龙江哈尔滨 150000
摘要：道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀严重影响道桥工程建设的安全运行，因此必须通过相应措施进行钢筋防锈，以保证道桥工程混凝土的耐久性和稳定性。基于此，本文阐述了道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀原因，探讨分析了混凝土钢筋锈蚀对混凝土力学特性影响及其检测技术。
关键词：道桥工程；混凝土钢筋；锈蚀；原因；影响；检测技术
道桥工程钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀原因有很多，主要有混凝土出现疏松、脱落、混凝土碳化较为严重有害物质给钢筋造成严重的侵蚀在外界因素作用下形成了腐蚀电池等原因。将这些原因进行归纳无外乎施工、环境、材料等方面，因此对道桥工程中的钢筋锈蚀检测，需要从这三方面着手，综合各种因素进行分析。基于此，以下就道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀影响及其检测技术进行了探讨分析。
1、道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀原因分析
道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀原因主要有：（1）环境原因。道桥工程混凝土钢筋中的湿度、温度、氧气浓度、二氧化碳浓度和侵蚀性介质等外界环境影响是钢筋锈蚀的另一因素，其中最大的影响因素就是环境的温度和相对湿度，这两个因素对混凝土中钢筋腐蚀的影响并不是孤立的，而是互相交织在一起彼此产生影响的。通过翻阅相关资料得知温湿度共同作用下混凝土中钢筋腐蚀速度的变化规律：温度愈高，钢筋的腐蚀电流强度达到最大峰值时所对应的相对湿度愈大；相对湿度不同，温度升高对钢筋的腐蚀电流强度提高的幅度也不同。（2）碳化原因。如果道桥工程中的混凝土不密实或质量较差，空气中CO2气将会渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低。这个过程称为混凝土碳化，又称作中性。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4（称为钝化膜）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱造成钢筋锈蚀。（3）氯化物等有害气体介入。氯化物对道桥工程钢筋混凝土中的钢筋腐蚀形式主要表现为孔蚀。孔蚀是一种危险性较大的局部腐蚀，发生了孔蚀的钢筋即意味着横截面变小，带来钢筋断裂的可能，对安全生产影响极大。在混凝土中钢筋的周围氯离子含量高，将引起钢筋氧化膜的破坏，铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生氧化反应，产生氢氧化铁，即通常所说的生锈。相关研究发现钢筋腐蚀速度随氯离子含量提高而增大；氯离子含量在0.1%～0.8%，腐蚀速度增加缓慢；氯离子含量在0.8%～2.0%，腐蚀速度显著增加。氯离子含量0.1%时，混凝土强度等级对腐蚀速度有影响；氯离子含量2.0%时，强度、湿度、保护层厚度对腐蚀速度都有显著影响。所以在砼的配合比试配、施工和后期养护中应严格控制原材料和砼混合料的含量，把好质量的源头。
2、混凝土钢筋锈蚀对混凝土力学特性影响的分析
混凝土钢筋锈蚀现象会极大地威胁到道桥工程建设的安全、稳定性能，因此在施工中、施工后需要采取有效的检测措施，防止和推迟混凝土中钢筋的锈蚀，从而提高混凝土的使用性和耐久性。钢筋锈蚀对混凝土力学特性的影响主要表现为：（1）钢筋在锈蚀作用下会产生一定程度的体积膨胀，在原有的混凝土结构上势必会造成混凝土的顺筋胀裂，会导致混凝土结构的刚度变低，产生一定的变形作用最终影响到混凝土结构的正常使用。（2）钢筋锈蚀会导致钢筋与混凝土结构之间的粘结力下降，造成了钢筋有效截面逐步减小，最终可能会降低混凝土结构的承载能力。（3）锈蚀作用会造成混凝土结构需要承受双向或者是三向的应力，无疑大大降低了混凝土结构的延性。
3、道桥工程中的混凝土钢筋锈蚀检测技术分析
3.1混凝土钢筋锈蚀的破损检测技术分析。破损检测技术是对露出混凝土表面的锈蚀钢筋进行观察和测量，并对其锈蚀作用造成的横截面损失率以及质量损失率进行确定，同时也可以运用重力分析法对钢筋表面的锈蚀情况进行分析。破损检测是道桥工程中应用广泛的一种检测手段，也是修复钢筋锈蚀结构的重要方法。
3.2混凝土钢筋锈蚀的无损检测技术分析。无损检测技术一般分成物理检测与电化学检测两种，物理检测包括电阻棒法、射线法、涡流与磁通减量法（涡流探测法）、红外热像法、声发射探测法等；电化学检测则包括自然电位法、交流阻抗谱法、混凝土电阻法、线性极化法、电流阶跃法、恒电量法等。以下就常见的物理检测与电化学检测方法进行具体分析：（1）物理检测。第一、电阻棒法即在浇注混凝土结构先埋一定的设电阻探头，一般在均匀腐蚀时用。第二、涡流探测法是把一台电磁装置置于混凝土结构表面，使其中一段钢筋达到磁饱和，钢筋腐蚀引起的钢筋截面积损失会使磁场出现某些异常，经分析即可判断钢筋截面积的损失率。第三、声发射探测法主要是通过传感器可以对钢筋锈蚀释放的弹性应力波进行接收，以此对钢筋发生的锈蚀进行定位。但这种方法存在的问题是很难避免其他声波发射的干扰，故很难建立钢筋腐蚀活性高低与声波发射强度的相关性。射线法是通过拍摄混凝土中钢筋的X射线、射线照片，直接观察钢筋的锈蚀情况。红外热像法则主要是利用温度测量来搞清混凝土的温度分布，最终确定锈蚀的程度与位置。（2）化学检测。第一、自然电位法，其是利用测定钢筋电极对参比电极的相对电位差来对锈蚀实施判确认，设备简单、易操作、价格便宜使其主要优势，另外钢筋腐蚀体系也不会受到影响，因此可以在现场和实验室中应用。该法的现场检测，根据实际情况可采用单电极法或双电极电位梯度法，分别适用于钢筋端头外露和不外露的构件。第二、交流阻抗谱法，其是一种暂态频谱分析技术，施加的交流信号对腐蚀体系的影响较小，可提供有关钢筋混凝土覆盖层的双电层电容、混凝土电阻、钢筋腐蚀速度及混凝土腐蚀机理等信息。第三、线性极化法还叫极化电阻法，其原理是将锈蚀率与极化曲线在自由锈蚀电位处的斜率联系起来，可用双电极或三电极系统监测材料与环境耦合对的锈蚀率。第四、恒电量法不同于控制电位或控制电流的方法，它能利用先进的电子技术来测量恒电量激励下腐蚀电极极化电位随时间衰减的曲线，确定钢筋瞬时锈蚀速度。恒电量法测量受腐蚀介质电阻的影响小且对体系的扰动小，故其获得的钢筋低腐蚀速度从理论上讲比线性极化更适合且更精确，该方法的使用目前还不广泛。
结束语：
综上所述，随着城市化建设的不断推进，使得道桥工程建设建设不断增多，并且道桥工程建设的使用性能寿命和施工质量等都对人民群众的切身利益造成的很大的影响，且关系到政府的形象。但是钢筋混凝土又具有钢筋锈蚀、抗裂性差、自重大等缺点，通常导致道桥工程建设安全等隐患，所以必须加强对混凝土钢筋锈蚀进行检测。
参考文献：
[1]贺鸿珠等.混凝土结构中钢筋锈蚀的实时检测[J].建筑材料学报.2013（01）
[2]杨飞，詹亚伟，韩明珍.电阻棒法测量混凝土钢筋锈蚀程度[J].工程建设标准化.2015（03）
[3]马盈盈.路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检测技术探析[J].建材与装饰，2017（11)
[4]李杰等.建材检测中混凝土钢筋锈蚀检测的要点分析[J].世界家苑，2018（05）
论文作者:柴方胜
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/7/2
标签：钢筋论文; 锈蚀论文; 混凝土论文; 道桥论文; 工程论文; 混凝土结构论文; 检测技术论文; 《防护工程》2019年第2期论文;