摘要：混凝土钢筋锈蚀检测具有非常显著的现实意义，路桥工程当中运用钢筋锈蚀检测技术，对于保障工程质量具有重要作用，本文就混凝土中钢筋的锈蚀影响及原因进行了分析，并结合实践经验针对检测技术进行了研究，仅供参考。
关键词：路桥；混凝土；钢筋；锈蚀；检测
混凝土中的钢筋承受着拉力，在钢筋混凝土结构当中是非常重要的材料。路桥工程中大量使用钢筋混凝土结构的构件，由于各种因素的影响，混凝土中的钢筋非常容易出现锈蚀现象，这会直接降低结构的承载力，而钢筋锈蚀检测是保证钢筋混凝土结构或构件质量的关键手段之一，为此研究钢筋锈蚀检测十分必要。
一、混凝土钢筋锈蚀原因及影响
（一）负面影响
当出现钢筋锈蚀现象时，钢筋混凝土结构或者构件的性能就会降低。具体而言钢筋锈蚀有如下几个方面的负面影响。
其一，当钢筋出现锈蚀现象，其与混凝土之间的粘结力会降低，而且钢筋本身的有效截面积会缩小，长期下来就会对钢筋混凝土结构或构件的承载力造成影响。
其二，当钢筋出现锈蚀，钢筋本身会出现些微体积膨胀，这种膨胀现象会使原有混凝土结构出现胀裂现象（顺钢筋的裂纹或裂缝），此时直接降低混凝土的刚度，而且会逐步出现结构变形，最终不能使用。
其三，当钢筋出现锈蚀现象，原有混凝土结构会承受更多方向上的应力，一般为两个方向或三个方向，这会直接导致混凝土延性降低。
（二）原因分析
原则上混凝土钢筋出现锈蚀的概率并不高，但是混凝土钢筋锈蚀又是比较常见的现象。出于实践经验来看，可以归结为三个方面的原因。
其一，由于钢筋的主要成分是铁，从化学上考虑，当铁在氧气与水分充足的环境下，会出现化学反应，表现就是在钢筋表面出现红棕色或红褐色的一层薄薄的物质，这一层薄薄的物质（这即是钢筋锈蚀），要么是三氧化二铁，要么就是氢氧化铁。
其二，路桥工程当中的外部环境会对混凝土钢筋产生影响，造成钢筋锈蚀现象。而外部环境方面，通过实践所见，一般会受到地下水文特点、空气水分变化、空气污染、温度等的影响。钢筋暴露在外部空间的部分会与空气的水、氧发生化学反应，当地下水丰富，空气中水分较大，而且温度高时，这种化学反应会比较激烈，短时间内钢筋外表面就会出现锈蚀现象，而当空气中存在污染物，尤其是酸性污染物会进一步加速钢筋锈蚀。
其三，事实上，路桥施工中会比较注重防锈蚀，但是由于人员素质、施工材料、施工技术等的影响，在防锈蚀方面做得不够好，或者是本身钢筋混凝土结构施工就没有做好。前者由于防锈蚀层失效而使钢筋暴露在氧气、水的环境之中造成锈蚀，而后者就是混凝土结构存在缺陷使空气、水分进入混凝土内部使混凝土的成分发生变化，此时PH值会下降，至一定程度时钢筋就会出现锈蚀，当然还有一种情况是混凝土中含有氯的成分，当氯离子达到一定程度就会破坏钢筋钝化膜，导致出现锈蚀。
二、混凝土钢筋锈蚀检测技术
钢筋锈蚀有着很多因素的影响，但实际上，笔者认为如果在施工阶段抓好施工管理，提升质量意识，并且充分发挥出各类检测技术的作用，在一定程度上应该可以完全抑制钢筋锈蚀，或者是避免出现早期锈蚀，从而保证钢筋混凝土结构的耐久性。而钢筋锈蚀检测技术则是其中非常重要的关键点，它是揭示钢筋锈蚀情况的不二选择。为此，讨论混凝土钢筋锈蚀检测技术非常有必要。从实践经验来看，按照检测需求，混凝土钢筋锈蚀检测可以划分为锈蚀可能性判断、修饰率或锈蚀速率检测，在具体的检测工作中需要根据构件状况、现场条件以及测试要求来选择合适的检测方法，而目前路桥工程当中比较常用的混凝土钢筋锈蚀检测技术，有如下几种。
（一）电位法
自然电位法是针对混凝土钢筋锈蚀过程的一种方法，因为混凝土中钢筋出现锈蚀的过程实际上是一个电化学过程，锈蚀钢筋表面存在两极（阳极和阴极），两极之间存在电位差，通过这一电位差就可以判断出钢筋的锈蚀状况。
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电位法是一种无损检测方法，它对于一些表面完好，且没有锈迹没有锈胀裂缝，但有理由怀疑（比方说检测过程中发现混凝土碳化速度超过保护层厚度时）混凝土内部钢筋锈蚀的钢筋混凝土结构或构件有着非常好的检测效果。
电位法测试的是钢筋锈蚀过程中产生的自然电位，当钢筋锈蚀过程中阳极电流进入混凝土然后进入阴极，而混凝土本身电阻率很大，一般情况下可以达到 Ω，也会出现非常大的电压降，这个过程中混凝土表面就会出现自然电位，针对其进行检测就可以判断出钢筋锈蚀部分，早期检测这一现象运用的是自然电位法，它针对混凝土表面的自然电位分布的等值线来进行判断，基于实践经验来看，一般当等值线所处范围在-350~-500mV区间时，钢筋锈蚀概率有95%，-200mV以上区间则为5%。
当然目前比较主流的是半电池电位法，其检测原理是一样的，但操作当中只需要一块相应的检测设备，就能够检测到-350mV电位的程度，成本低、效率高。
（二）电阻法
电阻法直接检测混凝土电阻率，上文提到钢筋锈蚀会出现两极，两极之间的电流通过混凝土流转。而当混凝土电阻率越大，流过混凝土的电流越低，这表明混凝土质量比较理想，内部钢筋的锈蚀速率就会越低。
在电阻法检测当中先在混凝土表面设置等距探头4个，并在最外侧的两个探头间通可变电流，一般1~20Hz，此时就可以测试出两个探头间的电位差，然后根据相应的公式即可计算出电阻率。一般来说当混凝土电阻率在5kΩ以下时钢筋锈蚀的速率可能非常高，而在20kΩ以上时锈蚀速率会非常低。
（三）锈胀裂缝法
在实践中发现，钢筋锈蚀膨胀后混凝土会出现顺筋裂缝，即锈胀裂缝，这种裂缝一般可以直接肉眼观察到，那么针对这种情况的检测时，可以按照以下公式来推算钢筋锈蚀深度： ，式中， 表示钢筋锈蚀深度一般单位mm。w，c，d以及Fuck分别代表裂缝宽度、保护层厚度、钢筋直径、混凝土立方体抗压强度，Kw，Kcd，Kcu和Kk分别表示裂缝宽度与钢筋直径比、保护层厚度与钢筋之比、抗压强度标准影响系数和常数项。
（四）破损检测法
一般破损检测常用于钢筋锈蚀严重的部位，通常保护层空鼓、锈胀开裂或剥落露筋等情况执行破损检测。在具体检测中按照钢筋锈蚀后的有效界面以及公称钢筋截面积计算锈损率，当然也可以按锈蚀钢筋净重和公称钢筋质量来计算失重率。一般在检测过程中需要先凿除混凝土保护层，然后将钢筋表面的锈蚀层刮除，利用游标卡尺测钢筋两个正交方向锈损后的有效直径，此时就可以将钢筋截面看作近似椭圆来计算有效截面积。
三、混凝土钢筋锈蚀检测注意事项
首先，根据检测需要，在开始检测时，必须要针对工程所处环境进行分析，这是找到钢筋锈蚀原因的关键。一般需要调查工程是否靠海，周边是否存在工厂，同气象部门合作调查当地气候。同时必要针对工程施工过程进行调查，从中了解是否存在影响钢筋锈蚀的因素存在。
其次，检测混凝土的碳化程度是得到混凝土密实度的重要手段，并且有利于分析钢筋锈蚀的原因。在检测过程中，应优先采集各类路桥构件的深度碳化数据，并对比正常值。而当构件出现明显的锈迹、锈胀裂缝等情况时，一般直接就判断出钢筋锈蚀情况，在这种情况下，笔者认为需要进一步的研究构件裂缝的形成机理，可能会对钢筋锈蚀问题的研究具有一定的价值。裂缝的形成有很多原因，从外观上看如果裂缝方向与钢筋一致，一般就可以判断存在钢筋锈蚀，而一般混凝土表面裂缝走向不规则，则基本可以判断是混凝土集料发生了作用产生的裂缝。
结束语：
路桥工程当中针对混凝土钢筋锈蚀进行检测是非常关键的一环，检测技术也相对比较成熟，在具体的实践当中需要考虑各种因素的影响，进而选择最佳的技术措施来准确的判断钢筋锈蚀，但事实上，钢筋锈蚀检测还需要进一步研究，现有检测技术存在一定的局限性，所以本文希望起一个抛砖引玉的作用。
参考文献：
[1]王立久，张立卿.浅谈混凝土中钢筋锈蚀的检测方法[J].建材技术与应用，2014（02）：17-20.
[2].混凝土钢筋锈蚀检测分析仪&混凝土电阻率测试仪[J].生命与灾害，2012（12）：49.
论文作者:唐晨珂
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/26
标签：锈蚀论文; 钢筋论文; 混凝土论文; 裂缝论文; 电位论文; 构件论文; 电阻率论文; 《基层建设》2019年第5期论文;