Методы обнаружения коррозии арматуры в бетоне

I. Механизм коррозии арматуры

Ржавчина арматуры в железобетоне в основном является результатом электрохимических реакций. После заливки бетона гидратационная реакция цемента создает сильную щелочную среду, в которой происходит окислительная реакция стали (также известная как реакция пассивации), в результате чего на внешней поверхности стали образуется плотный слой окисления, часто называемый пассивационной пленкой. Полная пассивационная пленка может изолировать арматуру от внешней среды, предотвращая коррозию арматуры.

Когда пассивационная пленка частично исчезает из - за повреждения бетона внешними силами или химической эрозии, сталь, лишенная защиты, постепенно ржавеет в среде с кислородом и водой. Существуют, в частности, следующие общие факторы:

1 Хлориды

После того, как хлорид проникает на поверхность арматуры, локальное подкисление C1 - приводит к снижению pH поверхности арматуры, что приводит к разрушению пассивированной пленки.

2 Кислотная среда

Когда бетон находится в кислой среде, ионная инфильтрация постепенно изменяет PH - среду вокруг стали, и когда PH ниже 10, пассивационная пленка ускоряется, и происходит коррозия.

3. Карбонизация

Карбонизация бетона - это диффузия углекислого газа в окружающем газе внутри бетона, когда бетон содержит влагу, создавая кислотную среду, которая может вызвать коррозию.

4.Напряжение.

Обычно бетонные компоненты используются для выдерживания давления, натяжения, сдвига и других сил. Когда напряжение приводит к трещинам на поверхности арматуры, что приводит к разрушению пассивированной пленки, а вокруг арматуры нет сильной щелочной среды, которая создает пассивированную пленку, арматура теряет защиту и ускоряет коррозию арматуры.

II. Методы обнаружения коррозии арматуры

В течение долгого времени как внутри страны, так и за рубежом изучались методы обнаружения коррозии стали, в настоящее время в основном существуют следующие виды:

1 Электрохимический метод

Электрохимический метод основан на электрохимических характеристиках коррозии стали, через определенный метод обнаружения для измерения электрических параметров, обобщения различных случаев коррозии соответствующих законов, чтобы определить степень или скорость коррозии стали. В настоящее время такие методы в основном включают метод естественного потенциала, метод сопротивления переменного тока, метод линейной поляризации, метод сопротивления бетонной поверхности, метод постоянной мощности, метод электрохимического шума и так далее.

1.1 Природный потенциал

В настоящее время применяется широкий спектр методов обнаружения коррозии арматуры. Используя железобетон в качестве электрода, коррозия арматуры определяется путем измерения эквивалентного потенциала стальных электродов и эталонных электродов.

Преимущество метода естественного потенциала заключается в том, что оборудование простое и удобное в эксплуатации. Недостатком является то, что только качественное определение возможной степени коррозии стали, не может количественно измерить долю коррозии стали; Этот метод не может быть использован для испытаний бетонных поверхностей, покрытых изоляцией или не пропитанных водой.

1.2 Метод сопротивления переменного тока

Сопротивление переменного тока - это применение небольшого сигнала переменного тока к бетонным конструкциям, чтобы определить характер системы бетонных электродов путем измерения и сравнения амплитуды и фазы входного и выходного сигналов. Он не только определяет различные электрохимические параметры электродов, но и определяет шаги управления электрохимическим отражением. Законы изменения электродных процессов также могут быть изучены путем эволюции спектра сопротивлений переменного тока со временем. Недостатком этого метода является то, что время измерения длинное, приборы и оборудование также относительно дорогие, низкочастотная коррозионная система требует низкочастотных сигналов переменного тока, измерение также имеет определенные трудности; Метод анализа сложный, измеренный спектр сопротивлений связан с геометрическими размерами компонентов и не подходит для полевых испытаний.

1.3 Линейная поляризация

Метод линейной поляризации основан на линейной зависимости между потенциалом перенапряжения в течение часа (< 10 мВ) и поляризованным током. Влагая небольшой ток в область измерения, измеряя изменение потенциала, вызванное этим током, отношение изменения потенциала к току называется поляризационным сопротивлением, которое обратно пропорционально току коррозии. Таким образом, измеренное поляризованное сопротивление может получить поляризованный ток, который, согласно закону Фарадея, может быть преобразован в потерю стали. Этот метод легко и быстро измеряется и имеет более высокую точность тестирования. Недостатком является то, что вычислительные коэффициенты для полевых компонентов нелегко точно определить; Линейные поляризационные измерения основаны на известных диапазонах измерений, которые трудно точно определить из - за боковой диффузии входного сигнала во время измерения; Точность прибора очень высока.

1.4 Метод удельного сопротивления бетонной поверхности

Когда происходит коррозия стали, происходит перемещение электронов, что приводит к различиям в распределении электронов на поверхности бетона, и вероятность коррозии стали определяется путем измерения распределения сопротивления на поверхности бетона. Этот метод зависит от содержания влаги и химического состава на поверхности бетона.

2 Физическое право

В основном, путем измерения изменений физических характеристик сопротивления, электромагнитной, тепловой проводимости и распространения звуковых волн, связанных с коррозией стали, чтобы отразить состояние коррозии стали. Обычными методами являются метод резистивных стержней, метод обнаружения вихрей, метод лучей, метод обнаружения акустической эмиссии и так далее. Преимущество таких методов заключается в том, что они удобны в эксплуатации и менее подвержены воздействию окружающей среды. Недостатком является уязвимость к воздействию других факторов повреждения в бетоне; Кроме того, трудно установить соответствие между физическими показателями и коррозией стали. Физический метод в настоящее время в основном находится на стадии теоретических исследований и не используется для полевых испытаний.

Преимущества обнаружения естественного потенциала полубатарей

Сталь, расположенная в ионной среде, может рассматриваться как электрод, и после реакции коррозии потенциал стального электрода меняется, а размер потенциала напрямую отражает коррозию стали. * Батарея состоит из катода и анода, а стальной электрод имеет только половину характеристик батареи, поэтому его называют полубатареей. Размещение на бетонной поверхности эталонного электрода с постоянным потенциалом (сульфат меди или хлорид серебра) и железобетонных электродов, образующих аккумулятор, позволяет получить распределение потенциала стальных электродов путем измерения относительной разности потенциалов между стальными электродами и эталонными электродами. Подводя итог статистическим законам между распределением потенциала и коррозией стали, можно определить коррозию стали по результатам измерения потенциала.

Этот метод прост в эксплуатации, быстро тестируется, легко непрерывно измеряется и отслеживается в течение длительного времени, широко используется в разных странах, а также в настоящее время в стране используется много методов тестирования.

IV. Применение метода естественного потенциала полубатарей

В соответствии с GB / T50344 - 2004 « Технические стандарты обнаружения строительных конструкций» в электрохимическом методе измерения (метод естественного потенциала), Beijing Shengshi Weiye разработала оборудование для обнаружения коррозии стали « SW - 3D детектор коррозии арматуры», используя принцип поляризованных электродов, через опорные электроды меди / сульфата меди для измерения потенциала поверхности бетона, используя общий метод естественного потенциала для определения степени коррозии стали;

Продукт имеет графический тестовый интерфейс, интуитивно понятный и удобный для измерения; Автоматическая статистика результатов измерений, чтобы помочь пользователям определить характеристики. Технические показатели сопоставимы с аналогичными зарубежными приборами: диапазон измерений ±1000 мВ, разрешение 1 мВ.

Его основные характеристики заключаются в следующем:

Простота работы, результаты испытаний отображаются в цифровом или графическом виде;

Показания точек измерений являются быстрыми и стабильными, а изменения в показаниях потенциала не превышают 2 мВ;

Степень коррозии арматуры отображается в виде серой или цветной шкалы 9 баллов;

4. Составление диаграммы эквивалентных потенциалов, разница в эквивалентных линиях может быть установлена (50 мВ - 100 мВ);

Мощное профессиональное программное обеспечение для аналитической обработки, которое автоматически генерирует первый проект отчета об испытаниях.