钢筋锈蚀电位的检测与判定

1、第三节钢筋锈蚀电位的检测与判定一、概述混凝土碳化会使得混凝土的 PH值降低，当PH值小于11时，这时混凝土 中钢筋表面的致密钝化膜就被破坏，不仅如此，CaSQ、CaSQ还会与水尼水化产物中的铝酸三钙反应，生成物体积增大，从而使混凝土胀裂，这就是硫酸盐 侵蚀破坏。一旦钢筋表面钝化膜局部破坏或变得致密度差，即不完整，则钝化膜处就 会形成阳极，而周围钝化膜完好的部位构成阴极，从而形成了若干个微电池。二、半电池电位法半电池电位法是利用混凝土中钢筋锈蚀的电化学反应引起的电位变化来测 定钢筋锈蚀状态的一种方法。通过测定钢筋 /混凝土半电池电极与在混凝土表面 的铜磷酸铜参考电极之间电位差的大小，评定混凝土中

2、锈蚀活化程度。三、测量装置1、参考电极(半电池)：本方法参考电极为铜/硫酸铜半电池。2、二次仪表的技术性能要求3、 导线：导线总长不应超过150m, 一般选择截面积大于0.75mm2的导线。4、接触液：为使铜/硫酸铜电极与混凝土表面有较好的电接触，可在水中加适量 的家用液态洗涤剂对被测表面进行润湿，减少接触电阻与电路电阻。四、测试方法1、测区的选择与测点布置(1) 、主要承重构件或承重构件的主要受力部位。(2) 、在测工上布置测试网格，网格节点为测点。间距可选20cmx 20cm 30cmx 30cm 20cnm< 10cm测点位置距构件边缘应大于 5cm 一般不宜少于20个测 点。(3

3、) 、当一个测区内存在相邻点的读数超过 150mV寸，通常应减小测点的间距(4) 、测区应统一编号。2、混凝土表面处理用钢丝刷、砂纸打磨测区混凝土表面，去除涂料、浮浆、污迹、尘土等， 并用接触液将表面润湿。3、二次仪表与钢筋的电连接(1) 、铜/硫酸铜电极接二次仪表的正输入端；钢筋接负输入端。(2) 、局部打开混凝土或选择裸露的钢筋，在钢筋上钻一小孔并拧上白攻螺钉， 用加压型鳄鱼夹夹住并润湿，确保有良好的电连接。(3) 、铜/硫酸铜参考电极与测点的接触。电极前端浸湿，读数前湿润混凝土表面。4、铜/硫酸铜电极的准备。5、测量值的采集测点读数变动不超过2mV可视为稳定。重复测读的差异不超过 10m

4、V五、钢筋锈蚀电位的一般判定标准(1) 、在对已处理的数据(已进行温度修正)进行判读之前，按惯例将这些数 据加以负号，绘制等电位图，然后进行判读。(2) 按照表6-6的规定判断混凝土中钢筋发生锈蚀的概率或钢筋正在发生锈蚀 的锈蚀活动程度。结构混凝土中钢筋锈蚀电位的判定标准表6-6评定标定值电位水平' (mV钢筋状态10 -200无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定2-200 -300有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能坑蚀3-300 -400锈蚀活动性较强，发和锈蚀概率大丁 90%4-400 -500锈蚀活动性强，严重锈蚀可能性极大5< -500构件存在锈蚀开裂区域注：表中电位水平为采

5、用铜 /硫酸铜电极时的量测值。混凝土湿度对量测值有明显影响，量测时构件应为自然状态，否则误差较大。第四节 结构混凝土中氯离子含量的测定与评定一、概述混凝土中氯离子可引起并加速钢筋的锈蚀；硫酸盐(SO2-)的侵入可使混凝土成为易碎松散状态，强度下降；碱的侵入(K+、Nc+)在集料具有碱活性时， 可能引起碱一集料反应破坏。二、结构混凝土中氯离子含量的测定方法(1) 、氯离子含量的测定方法：实验室化学分析法和滴定条法。滴定条法可在 现场完成氯离子含量的测定。(2) 、混凝土中的氯离子含量，可采用现场按混凝土不同深度取样。(3) 、氯离子含量测定应根据构件的工作环境条件及构件本身的质量状况确定 测区。

6、三、取样1、混凝土粉末分析样品的取样部位和数量(1) 、分析样品的取样部位可参照钢筋锈蚀电位测试测区布置原则确定。(2) 、测区的数量应根据钢筋锈蚀电位检测结果以及结构的工作环境条件确定。(3) 、每一测区取粉的钻孔数量不宜少于 3个，取粉孔可与碳化深度测量孔合 并使用。(4) 、测区、测孔应统一编号。2、取样方法(1) 、使用直径20mnW上的冲击钻在混凝土表面钻孔。(2) 、钻孔取粉应分层收集，一般深度间隔可取 3mm 5mm 10mm 15mm 20mm 25mm 50mm。(3) 、钻孔深度使用附在钻头侧面的标尺杆控制。(4) 、用一硬塑料管和塑料袋收集粉末。(5) 、同一测区不同孔相

7、同深度的粉末可收集在一个塑料袋内，质量不应少于25g。四、滴定方法(1) 、将采回的样品过筛，去掉其中较大的颗粒。(2) 、将样品置于105C 士 5C烘箱内烘2h,冷却至定温。(3) 、称取5g样品粉末(准确度优于士 0.1g)放入烧杯中。(4) 、缓慢加入50mlL (1.0mol,HNO3)并彻底搅拌直至嘶嘶声停止。(5) 、用石蕊试纸检查溶液是否呈酸性(石蕊试纸变红)，如果不呈酸性，再加 入适量硝酸。(6) 、加入约5g无水碳酸钠(NaCO)。(7) 、用石蕊试纸检查溶液是否呈中性(石蕊试纸不变)；否则，再加入少量无 水碳酸钠直至溶液呈中性。(8) 、用过滤纸做一锥斗加入液体。(9)

8、、当纯净的溶液渗入锥头后，把滴定条插入液体中。(10) 、待到滴定条顶端水平黄色细和转变成蓝色，取出滴定条并顺着由上至下 的方向将其擦干。(11) 、读取滴定条颜色变化处的最高值，然后，在该批滴定表中查出反对应的 氯离子含量值，此值是以百万分之几表示的。(12) 、如果使用样品质量不是 5g或使用过量的硝酸，则应按式下式修正百分比含量。氯离子百分含量=乏上10000c式中：a一查表所得的值；b 硝酸体积(ml);c 样品质量(g)。五、试验室化学分析法1、混凝土中游离氯离子含量的测定(1) 、适用范围测定硬化混凝土中砂浆的游离氯离子含量。(2) 所需化学药品硫酸(相对密度1.84 )、酒精(9

9、5%、硝酸银、铭酸钾、酚猷(以上均为化学纯)、 氯化钠(分析纯)。(3) 、试剂配制(4) 、试验步骤 样品处理取混凝土中的砂浆约30g,研磨至全部通过0.63mm筛，然后置于105C 士 5C 烘箱中加热2h,取出后放入干燥器冷却至室温。称取 20g (精确至0.01g )，质 量为g,置于三角烧瓶中并加入200ml (V3)蒸馆水，塞紧瓶塞，剧烈振荡 1 2min,浸泡 24h。 将上述试样过滤。用移液管分别吸取滤液20ml (V4),置于两个三角烧瓶中，各加2滴酚猷，使溶液呈微红色，再用稀硫酸中和至无色后，加铭酸钾指示剂 1020滴，立即用硝酸银溶液滴定至呈砖红色。记录所消耗的硝酸银毫升

10、数(V5)（5）试验结果计算游离氯离子含量按下式计算：p = NV5 * 100%G V4/V3式中:P砂浆样品游离氯离子含量（%）；N2 一硝酸银标准溶液的当量浓度；G 一砂浆样品重（g）;V3 一浸样品的水重（ml）;V4 每次滴定时提取的滤液量（ml）;V5 每次滴定时消耗的硝酸银溶液（ml）;0.03545 一氯离子的毫克当量.2、混凝土中氯离子总含量，其中包括已和水泥结合的氯离子量。1）、适用范围测定混凝土中砂浆的氯离子总含量，其中包括已和水泥结合的氯离子量。2）、基本原理用硝酸将含用氯化物的水泥全部溶解，然后在硝酸溶液中，用倭尔哈德法来测定氯化物含量。倭尔哈德法是在硝酸溶液中加入过

11、量的 AgNOfe准溶液，使氯离 子完全沉淀在上述溶液中，用铁矶作指示剂；将过量的硝酸银用 KCN浙准溶液 滴定。3）、化学试剂氯化钠、硝酸银、硫氧酸钾、硝酸、铁矶、铭酸钾（以上均为化学纯）。4）、试验步骤（1）、试剂配置（2）、混凝土试样处理和氯离子测定步骤 取适量的混凝土试样（约40g）用小锤子仔细除去混凝土试样中石子部分，保 存砂浆，把砂浆研碎成粉状，置于 105C 士 5C烘箱中加热2h,取出后放入干燥 器冷却至室温，用感量为0.01g天平称取1020g砂浆试样倒入三角锥瓶。 用容量瓶盛100ml稀硝酸（按体积比为浓硝酸：蒸馆水 =15: 85）倒入盛有砂 浆试样的三角锥瓶内，盖上瓶塞

12、，防止蒸发。 砂浆度样浸泡一昼夜左右（以水泥全部溶解为度），期间应摇动三角锥瓶，然 后用滤纸过滤，除去沉淀。 用移液管准确量取滤液20ml两份，置于三角锥瓶，每份由滴定管加入硝酸银 溶液约20m 1（可估算氯离子含量的多少而酌量增减），分别用硫氧酸钾溶液滴定。滴定时激烈摇动溶液，当滴至红色能维持 5 10s不退色即为终点。5）、试验结果计算氯离子总含量按下式计算：0.03545( NV -N1V1P1 1 100%GV2 /V3式中:P砂浆样品氯离子总含量（%）;卜口硝酸银标准溶液的当量浓度；V一加入滤液试样中的硝酸银标准溶液（ml）N1一硫氧酸钾标准溶液的物质的量浓度；V1加入滤液试样中的硫

13、氧酸钾标准溶液（ml）V2H每次滴下时提取的滤液量（ml）V"浸样品的水重（ml）;0.03545 -氯离子的毫克当量.六、氯离子含量的评判标准根据每一取样层氯离子含量的测定值，作出氯离子含量的深度分布曲线结构混凝土中氯离子含量的评判标准氯离子含量(占水泥含量的百分比)v 0.150.15 0.40.4 0.70.7 1.0> 1.0诱发钢筋锈蚀的可能性很小不确定有可能诱发钢筋锈蚀会诱发钢筋锈蚀钢筋锈蚀活化评定标度值12345第五节混凝土中钢筋分布及保护层厚度的检测一、应用范围混凝土中钢筋保护层厚度的检测针对主要承重构件或承重构件的主要受力 部位，或钢筋锈蚀电位试结果表明钢筋可

14、能锈蚀活化的部位。用于估测混凝土 中钢筋的位置，深度和尺寸。二、检测方法及处理(1) 、检测方法：(2) :检测原理：仪器探头产生一个电磁场，当某条钢筋或其他金属物体位于 这个电磁场内时，会引起这个电磁场磁力的改变，造成局部电磁场强度的变化。 电磁场强度的变化和金属物大小与探头距离存在一定的对应关系。如果把特定 尺寸的钢筋和所要调查的材料进行适当的标定，通过探头测量并由仪表显示出 来这种对应关系，即可估测混凝土中钢筋位置、深度和尺寸。三、仪器技术要求1、检测仪器一般包含探头、仪表和连接导线，仪表可进行模拟或数字的指示输 出，较先进的仪表还具有图形显示功能。2、仪器的保护层测量范围应大于120m

15、m3、适用的钢筋直径范围应为§ 6 4 50。四、仪器的标定(1) 、钢筋保护层测试仪使用期间的标定校准应使用专用的标定块。(2) 、标定块由一根§ 16的普通碳素钢筋垂直浇铸在长方体无磁性的塑料块内，使钢筋距四个侧面分别为 15mm 30mm 60mm 90mm五、操作程序1、混凝土结构钢筋分布状况调查的范围2、测区布置原则(1) 、按单个构件检测时，应根据尺寸大小，在构件上均匀布置测区，每个构件上的测区数不应少于3个。(2) 、对于最大尺寸大于5m的构件，应适当增加测区数量。(3) 、测区应均匀分布，相邻两测区的间距不宜小于 2m(4) 、对构件上每一测区应检测不少于

16、10个测点。3、测量步骤(1) 、测试前应了解有关图纸资料，以确定钢筋的种类和直径。(2) 、测区内确定钢筋的位置与走向(3) 、保护层厚度的测读：将传感器置于钢筋所在位置正上方，并左右稍稍移动，读取仪器显示最小值即为该处保护层厚度。每一测点宜读取23次稳定读数，取其平均值，精确至1mm六、影响测量准确度的因素及修正1、影响测理准确度的因素(1) 、外加磁场的影响(2) 、混凝土若具有磁性，测量值需加以修正2、保护层测量值的修正七、钢筋分布及保护层厚度的评定1、数据处理(1) 、首先根据某一测量部位各测点混凝土厚度实测值，按下式求出混凝土保护层厚度平均值Dn(精确至0.1mn)。n_、 Dni

17、Dn = J n式中：Dni结构或构件测量部位测点混凝土保护层厚度，精确至 1mmn测点数(2) 按照下式计算确定测量部位混凝土保护层厚度特征值Dne(精确至0.1 mm)Dne =D-kSD式中:SD 测量部位测点保护层厚度的标准差，精确至0.1 mm,：(Dm)2 -n(D；)2Sd ='.化 n -1K 合格判定系数值2、评判经验值根据测量部位实测保护层厚度特征值Dne与设计值Dnd的比值，混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性评判可参考表 6-9中的经验值。混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的评判经验值表6-9Dne/Dnd对结构混凝土耐久性的影响Dne/Dnd对结构混凝土耐久性的影响

18、> 0.95影响/、显者0.55 0.70有较大影响0.85 0.95有轻度影响V 0.55钢筋易失去碱性保护，发生锈蚀0.70 0.85有影响第七节混凝土电阻率的检测与评定一、混凝土电阻率的检测方法混凝土的电阻率反映其导电性。混凝土电阻率大，若钢筋发生锈蚀，则发 展速度慢，扩散能力弱；混凝土电阻率小，锈蚀发展速度快，扩散能力强。混凝土电阻率可采用四电极阻抗测量法测定，即在混凝土表面等间距接触 四支电极，两外侧电极为电流电极，两内侧电极为电压电极，通过检测两电压 电极间的混凝土阻抗获得混凝土电阻率 P。P =2 兀 dV/I式中：V一电压电极间所测电压；I 一电流电极通过的电流；d一电极

19、间距。二、电阻率测试仪及技术要求三、仪器的检查在四个电极上分别接上三支电阻，则仪器的显示值为相应的电阻率值。四、混凝土电阻率的测量测区与测位布置可参照钢筋锈蚀白然电位测量的要求。调节好仪器电极的间距，一般采用的间距为50mm为了保证电极与混凝土表面有良好、连续的电接触、应在电极前端涂上耦合剂，特别是当读数不稳定时。五、混凝土电阻率的评定标准混凝土电阻率的评定标准电阻率(Q - cm)钢筋发生锈蚀可能的锈蚀速率评定标度值> 20 000很慢115 000 20 000慢210 000 15 000一般35 000 10 000快4V 5 000很快5注：混凝土湿度对量测值有明显影响，量测是构件应为自然状态，否则不能使用此评判标准。