混凝土結(jié)構(gòu)物中鋼筋腐蝕的檢測(cè)與修復(fù)技術(shù)

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摘　要： 介紹近年國(guó)內(nèi)外用于鋼筋腐蝕的檢測(cè)方法和修復(fù)技術(shù)， 檢測(cè)方法主要包括破損法和非破損法， 修復(fù)技術(shù)主要包括補(bǔ)丁法、電化學(xué)氯化物萃取技術(shù)及再堿化技術(shù)等。 
    關(guān)鍵詞： 鋼筋腐蝕； 結(jié)構(gòu)物； 檢測(cè)方法； 修復(fù)技術(shù) 

    伴隨著水泥混凝土特別是鋼筋混凝土這種建筑材料的問世和大量使用， 鋼筋混凝土的腐蝕已逐漸成為一個(gè)世界性的問題。在1991 年召開的第二屆混凝土耐久性國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上， Mehta 教授在其主旨報(bào)告《混凝土耐久性——五十年進(jìn)展》中把鋼筋腐蝕列為混凝土結(jié)構(gòu)破壞的首要原因。因此， 如何有效地檢測(cè)混凝土中鋼筋銹蝕狀況并對(duì)其進(jìn)行有效的修復(fù)就顯得十分重要了。本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)外常用的一些針對(duì)結(jié)構(gòu)物鋼筋腐蝕的檢測(cè)方法及其修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié)， 供業(yè)內(nèi)人士參考。 
    1、結(jié)構(gòu)物中鋼筋腐蝕的檢測(cè)方法 
    用于結(jié)構(gòu)物中鋼筋腐蝕的檢測(cè)方法， 按對(duì)結(jié)構(gòu)物的損傷狀況可分為破損檢測(cè)和無損檢測(cè)兩大類，按檢測(cè)技術(shù)可分為物理和電化學(xué)兩大類。 
    1.1 破損檢測(cè) 
    破損檢測(cè)也是物理檢測(cè)方法的一種， 一般是在鋼筋銹蝕比較嚴(yán)重的情況下進(jìn)行， 如結(jié)構(gòu)物中的混凝土或抹灰層由于鋼筋銹脹力而導(dǎo)致了明顯的空鼓、開裂甚至脫落等現(xiàn)象， 為了進(jìn)一步定量確定鋼筋銹蝕的情況， 就需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行破損檢測(cè)。該法是利用外力將結(jié)構(gòu)物中已部分破壞的混凝土鑿開， 直至露出鋼筋表面， 通過肉眼（視覺法） 來觀察鋼筋的銹蝕情況， 必要時(shí)還可通過截取部分銹蝕最嚴(yán)重的鋼筋， 通過截面積損失率或重量損失率來計(jì)算鋼筋的銹蝕率。 
    破損檢測(cè)是目前工程中應(yīng)用較普遍的一種檢測(cè)結(jié)構(gòu)物中鋼筋銹蝕的手段， 也是修復(fù)鋼筋銹蝕結(jié)構(gòu)的一種方法。但該法也存在一定的局限性， 就是會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)物造成較大的損傷， 且由于是“點(diǎn)”的檢測(cè)， 故檢測(cè)范圍和數(shù)量及其代表性均受到限制。 
    1.2 無損檢測(cè) 
    為了不使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生過大的損傷， 人們?cè)诠こ虒?shí)踐中逐漸研究開發(fā)出無損檢測(cè)， 該法通常又分為物理檢測(cè)和電化學(xué)檢測(cè)兩大類， 前者包括電阻棒法、渦流與磁通減量（渦流探測(cè)） 法、聲發(fā)射探測(cè)法、射線法、紅外熱像法等， 后者則包括自然電位法、交流阻抗譜法、線性極化法（或極化電阻法） 、恒電量法、混凝土電阻法、電流階躍法等。 
    ⑴ 電阻棒法 
    通過測(cè)量鋼筋銹蝕使鋼筋截面積和表面狀態(tài)變化引起的電阻值狀況， 利用導(dǎo)電原理間接推算鋼筋的剩余面積。該法通常是在澆注混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)先埋設(shè)電阻探頭， 較適用于均勻腐蝕的場(chǎng)合， 對(duì)于以局部腐蝕為特征的鋼筋，則無法定量檢測(cè)其腐蝕速度。 
    ⑵ 渦流探測(cè)法 
    通過測(cè)定勵(lì)磁電流與發(fā)生在鋼筋內(nèi)的次生波的相位關(guān)系來判斷鋼筋銹蝕狀況， 它是將一臺(tái)電磁裝置放在混凝土結(jié)構(gòu)表面， 使其中一段鋼筋達(dá)到磁飽和， 鋼筋腐蝕引起的鋼筋截面積損失會(huì)使磁場(chǎng)中出現(xiàn)某些異常， 經(jīng)分析即可判斷鋼筋截面積的損失率。 
    ⑶ 聲發(fā)射探測(cè)法 
    混凝土中鋼筋發(fā)生腐蝕時(shí)， 腐蝕產(chǎn)物膨脹會(huì)產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力， 使周圍混凝土開裂， 部分能量以發(fā)射聲波形式釋放， 用聲發(fā)射探頭可靈敏地檢測(cè)發(fā)射源位置與強(qiáng)弱。聲發(fā)射探測(cè)法是利用傳感器接收鋼筋銹蝕引起周圍混凝土開裂釋放的彈性應(yīng)力波， 從而確定鋼筋發(fā)生銹蝕膨脹的確切位置。但它存在的問題是很難避免其它聲波發(fā)射的干擾， 故很難建立鋼筋腐蝕活性高低與聲波發(fā)射強(qiáng)度的相關(guān)性。 
    射線法是通過拍攝混凝土中鋼筋的X、γ射線照片， 直接觀察鋼筋的銹蝕情況。紅外熱像法通過測(cè)量混凝土表面溫度分布來分析鋼筋銹蝕位置和程度。 
    ⑷ 自然電位法 
    該法是20 世紀(jì)50 年代末以來應(yīng)用最廣泛的鋼筋銹蝕檢測(cè)方法之一， 美、日、德、英、印度等國(guó)均制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)冶金部也公布了部頒標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不盡相同?；炷林械匿摻钆c周圍介質(zhì)在交界面上相互作用形成雙電層，并于界面兩側(cè)產(chǎn)生電位差，其大小能反映鋼筋所處的狀態(tài)， 但至今仍無法直接測(cè)得該電位值。自然電位法通過測(cè)定鋼筋電極對(duì)參比電極的相對(duì)電位差來判明鋼筋的銹蝕狀況，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格低、操作方便， 對(duì)混凝土中的鋼筋腐蝕體系無干擾， 實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)均可采用。該法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)根據(jù)實(shí)際情況可采用單電極法或雙電極電位梯度法，分別適用于鋼筋端頭外露和不外露的構(gòu)件。但該法的最大缺點(diǎn)是僅能從熱力學(xué)角度定性判斷鋼筋銹蝕的可能性，而不能應(yīng)用于定量測(cè)量；混凝土干燥或表面有非導(dǎo)電性覆蓋層時(shí)，因不能形成回路而不宜采用； 鋼筋電極電位受環(huán)境相對(duì)濕度、水泥品種、水灰比、保護(hù)層厚度、氯離子含量、碳化深度等因素影響，因此這種評(píng)定方法較為粗糙。