如何有效监测钢筋混凝土结构的腐蚀状况?
发布时间:2017-06-23

  

  钢筋混凝土结构是当前世界上应用最广泛的结构形式之一。混凝土高抗压强度与钢筋高抗拉性能的组合,使得钢筋混凝土结构具有多种优点。由于混凝土的应用范围很广,对混凝土材料科学的研究,不仅对工程建设的经济性、实用性和可靠性都有很大影响,而且与人们的生活、安全也密切相关。

  然而,从混凝土应用于土木工程的150 年间,混凝土的可靠性问题不容乐观。大量混凝土结构在设计使用年限之前提前失效,影响了混凝土结构的正常使用与正常维护。结构提前失效的原因除了结构设计的承载力不足外,更多的是由于结构的耐久性不足造成的。如青岛市一座大楼 3 年内因楼盖钢筋严重锈蚀导致结构失效,16 层楼盖全部拆除;湛江港于 1956 年建成的一座码头,使用 20 年后发现钢筋锈蚀非常严重,底板混凝土因钢筋锈蚀而大面积脱落,露筋面积占底板的 21%,鉴于耐久性的严重不足,经多方论证后,不得不将上部结构拆除。

  监测意义

  钢筋混凝土耐久性问题是一个十分重要而迫切需加以解决的问题。通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究,一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测,以选择对其正确的处理方法,另一方面也可对新建工程项目进行耐久性设计与研究,从而提高工程的设计水平和施工质量,确保混凝土结构生命全过程的正常运作。

  

  监测方案

  为了监测混凝土中钢筋的腐蚀状况,需要通过传感器测量一些电化学参数,包括电位分布、钢筋腐蚀速率、宏电流、混凝土电阻等,其中宏电流的测试是一种相对简单易行的方法,已被广泛地应用于钢筋腐蚀测试中。近年来,不少国家都应用该测量方法发展了用于监测钢筋腐蚀的阳极传感器系统,德国亚琛工业大学土木工程研究所发明的Sensortec阳极梯混凝土结构预埋式耐久性无损伤监测传感系统,该系统在不损伤混凝土表面的前提下,通过埋入混凝土内部不同深度的钢筋传感器,准确预测钢筋的腐蚀情况,可长期地测量混凝土中钢筋锈蚀的程度及深度,在世界各国陆续投入工程应用。

  

  

  监测原理

  Sensortec阳极梯通过周期性测量,可监测混凝土钝化面的发展过程,可推测钢筋发生钝化的预期时间。Sensortec阳极梯测得两个参数:阳极的电化学电位,以及阳极和阴极之间的锈蚀电流。要测量锈蚀电流,首先必须对阳极和阴极反应部分解耦,这通常在钢筋的相邻表面发生。通过使用外部的电化学处理的氧化钛阴极来完成解耦。这比作为测量阳极的钢质电极有更显著的静息电位,自动作为阴极,和钢质阳极构成一个回路。锈蚀电流可以通过外部电流表来记录。由于传感器有相对较小的阳极表面,评价和锈蚀电流是可靠的。在氧气存在下,混凝土中的氧化钛阴极也有非常稳定的静息电位,因此用高电阻的电压表测量静息电位时它可以作为参考电极。通过同时测量锈蚀电流和电位,可以评估每个阳极的锈蚀状态。

  

  系统优势

   可精确反应阳极宏电流变化趋势与锈蚀状况之间的关系

   对混凝土结构进行无损伤监测

   监测系统操作手段简单易行

   阳极梯坚固耐用,满足长时间工程监测需求

   在工程实际应用中占用空间小

   对混凝土保护层 、承载力干扰性极小

  

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