路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检测技术分析

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　　摘 要：随着我国经济科技的快速发展，我国拥有的桥路数量已经位居世界第一，桥路建筑技术已经处于世界先进水平，路桥承载着国民的社交活动，也是我国经济快速发展的基础条件之一，在路桥工程中混凝土钢筋的锈蚀情况对路桥工程建筑的安全使用有着重要的意义。钢筋的锈蚀程度会对混凝土的结构产生极大的影响，是混凝土使用寿命的一个主要因素，钢筋锈蚀检测可以在一定程度上避免了人员伤亡和不必要的经济损失，因此加强路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检查技术的应用就非常重要。基于此，本文首先从路桥工程中，凝土钢筋锈蚀检测的重要性进行分析，随后对钢筋锈蚀的主要原因，以及检测的方法进行探讨，最后提出了几点控制措施，以此来供相关学者参考。
　　关键词：路桥工程;混凝土钢;筋锈蚀检测技术;分析
　　中图分类号：U446 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0122-02
　　0 引言
　　混凝土因为具备着久耐升高和抗压强度强等优点，被广泛应用道路、桥梁等建筑物的中，对我国的经济发展有着举足轻重的作用，在桥梁、河道路等交通道路的建设时为了增加其使用效率和坚韧性，都会添加大量的钢筋，钢筋的锈蚀直接影响到了桥梁的使用年限，严重的危害到了路桥工程安全问题，其实，钢筋锈蚀的情况是由于铁变为氧化铁的电化学分解过程，这是一个缓慢的过程，其电解过程会随着时间的增加而不断的恶化，它会导致混凝土保护层的脱落，从而发生建筑物倒塌或断裂的情况，影响使用年限、增加经济负担，及时而有效的利用合理的已有检测技术对钢筋锈蚀状况进行检测，实时的为钢筋进行合理的保护措施，路桥保护发展的重点之一。
　　1 在路桥工程中混凝土钢筋锈蚀检测的重要性
　　道路承载着国民自由出行进行人文交流的主要路径也是我国经济活动发展时货物运输的不可缺乏的基础建筑之一，而桥梁是当道路被中断时跨越障碍物的建筑物，两者对于我国的经济和交通事业的发展有着深刻的影响。目前，我国已是世界上的桥梁第一大国，我国拥有65.8万余座，道路的拥有量更是庞大，桥路混凝土的钢筋被锈蚀后，容易发生建筑物倒塌或断裂等问题，并造成人员的伤亡和经济的损失，所以在桥路工程中对于混凝土钢筋锈蚀的检测就尤其重要，及时的检测可以在一定程度上延缓桥梁使用寿命，节约经济损失、保障人民的安全出行[1]。
　　2 在路桥工程中造成混凝土钢筋锈蚀的主要原因
　　在路桥工程中混凝土钢筋被锈蚀不能准时检查出来，就会有建筑安全的隐患和对人民的安全出行产生危害，也会造成一定的经济损失，混凝土钢筋被锈的因素有很多，例如混凝土的密实度、混凝土保护层的厚度，都会对混凝土钢筋被锈蚀的程度、时间产生一定程度的影响，其主要原因是混凝土保护层的碳化和氯离子侵入是造成钢筋锈蚀[2]。
　　2.1 在混凝土中氯离子的含量对于钢筋锈蚀的影响
　　在混凝土中氯离子的含量对于钢筋锈蚀有着极大的影响，钢筋的主要物质是铁，当铁离子和氯离子相遇就会产生化学反应，最终生成铁锈（Fe（OH）3）破坏了钢筋，其主要反应方程式如下：2Fe-4e-→2Fe2+;Fe2++2C1-+4H2O→FeC12·4H2O;FeC12·4H2O→2Fe（OH）2↓+2C1-+2H++2H2O;4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3，在混凝土中氯離子对于钢筋的锈蚀有三种理论可以解释其电化学作用，第一是吸附理论，就是指氯离子吸附在钢筋表面，促进金属离子的水化，使铁离子更加容易的和氯离子发生化学反应;第二是氧化膜理论，钢筋在处于碱性环境是容易产生氧化膜，氧化膜可以保护钢筋不被锈蚀，但是这层氧化膜并不是可以防止所有的离子的锈蚀，氯离子就很容易通过氧化膜的缺陷或孔隙穿透氧化膜的方式，对钢筋进行锈蚀，从而影响混凝土中的内部结构，对路桥的安全使用造成一定的隐患;第三是过渡络合物理论，这种理论应用了化学中的原电池，就是指氯离子生成氧化铁，而氧化铁从阳极开始扩散破坏Fe（OH）2保护层，而氯离子也会在阳极传导出更多的铁离子，阴极阳极相互刺激不断加快离子生成速度从而更进一步地对钢筋进行锈蚀。在钢筋铁锈过程中的氯离子的主要来源。一是混凝土自带有氯离子，混凝土中的主要材料例如沙、石和水泥等有氯离子的存在从而带进到了混凝土当中，二是氯离子在混凝土硬化后通过细小的孔缝侵入到混凝土内部，这种情况主要出现在海岸的桥路中，桥路的混凝土硬化后，由于常年累月的浸泡在海水之中就会发生钢筋的锈蚀现象，当氯离子的浓度达到一定限时，就会和钢筋内部的铁离子发生离子反应，对路桥工程中的混凝土钢筋产生铁锈的作用，严重的影响了桥路的安全使用和带来一定的经济损失[3]。
　　2.2 混凝土中PH值的变化对钢筋锈蚀的影响
　　在混凝土中PH值的变化对于钢筋锈蚀现象的发生有着决定性的作用，当pH值<11.5时，钝化膜就开始不稳定;当pH值降低到9左右时，钢筋表面的钝化膜遭到破坏，钢筋开始腐蚀，而混凝土中的PH值的变化，主要是因为空气中的二氧化碳通过细小的缝隙进入混凝土内部与混凝土中的Ca（OH）2发生化学反应，生成CaC03和H2O，其反应方程式为：Ca（OH）2+C2O→CaC03+H2O，而H2O的存在又会促进氯离子与铁离子的化学反应，从而对混凝土中的钢筋进行进一步的锈蚀，据研究表明，混凝土钢筋的锈蚀时间与混凝土的密实度成正比关系，密实度好的混凝土，其主要的锈蚀位置处于混凝土的表面，对于桥路混凝土的结构安全的影响不大，反之密实度较差了混凝土其锈蚀的深度到达混凝土内部，对桥路的使用有着一定的安全隐患[4]。
　　2.3 混凝土对于钢筋锈蚀的影响
　　在混凝土中钢筋的外包是混凝土而混凝土的主要成分是水泥，在冬季施工时，为了增加混凝土的凝结程度会加入一些抗冻剂，而部分抗冻剂中含有氯离子，不但不能保证铁筋的不锈蚀，甚至还会在一定程度加快锈蚀的进程，影响钢筋的正常使用年限，目前，我国对于建筑材料外加剂的指标，在进行添加之前一定要进行防锈蚀试验，以此来确保工程质量的过关和使用年限的延长;钢筋表层的保护层的厚度也影响着钢筋锈蚀的速度，当保护层的厚度不够时，钢筋就容易发生锈蚀现象导致混凝土从表层裂开，所以钢筋保护层的厚度对于钢筋的锈蚀速度有着至关重要的影响[5]。 　　3 在路桥工程中混凝土钢筋锈蚀的检测方法
　　目前，桥路工程中对于混凝土钢筋锈蚀情况的检测方法可以分为两种，一种是破损检测，另一种是无损检测，两者最重要的区别就是对于检测物质的使用性能是否破坏，无损检测利用的是高新科技，例如光，声波等检测设备，对于混凝土钢筋锈蚀情况进行检测。
　　3.1 破损检测
　　破损检测是一种物理检测方式，它是指借助外力作用将已经确定是锈蚀的钢筋强行凿开，露出钢筋表面，可以非常直接的观察混凝土钢筋锈蚀程度，它是目前最广泛使用的混凝土钢筋锈蚀的检测和混凝土锈蚀程度较大的路桥修补方法。
　　3.2 无损检测
　　无损检测主要分为物理检测和电化学检测两大类，物理检测包括电阻棒法、涡流检测法与磁通减量法隅流探测 、声发射探测法等，电化学检测则包括自然电位法、线性极化法溅极化电阻法、恒电量法、混凝土电阻法等，为路桥工程中混凝土，钢筋锈蚀的情况检测提供了破坏使用性能检测方法[6]。
　　混凝土电阻率检测。在混凝土钢筋发生腐蚀过程中，会有以离子形式在阳极区和阴极区相互流动的电离子，混凝土电阻率检测主要是利用了在混凝土中电阻越大离子电流越低，腐蚀速度也就越低的原理。
　　声发射探测法。声发射探测法是指利用混凝土周边的钢筋腐蚀从而导致混凝土开裂的情况所发出的声波，对钢筋腐蚀情况进行检测的检测方式，但是这种检测方法极易受到其他声波的干扰，对钢筋的腐蚀程度达不准确的判断，存在着一定的误差。
　　涡流检测法。涡流检测法主要是将一台电池装备放在混凝土表面，使某一段钢筋达到磁饱和状态后，评估钢筋腐蚀后的截面积变化，从而计算出钢筋锈蚀导致的截面积损失，因为钢筋腐蚀引起的钢筋截面积损失就会使磁场出现某些异常，就可以以此来判断混凝土中钢筋的锈蚀的程度。
　　4 对于路桥工程中混凝土钢筋锈蚀情况的控制措施
　　为了延减路桥工程中混凝土钢筋锈蚀情况的时间，在建筑施工时注重对混凝土结构的合理设计并对相关的施工人员进行规范化的操作，这对于路桥的使用寿命有着十分重要的作用，为路桥事业的发展提供结实的基础。
　　4.1 注重混凝土和钢筋材料的选择
　　混凝土和钢筋的自身质量直接影响着钢筋锈蚀的速度，所以在钢筋的选择方面应该注重良好质量的钢筋的检测和使用，在材料的选择上尽量选用一些特殊材质制造的混凝土和钢筋材料，延长路桥的使用寿命，减少不必要的经济费用的损失;在外加剂的使用上也应该尽可能的减少使用氯离子含量高的产品的使用率，大量的氯离子容易使钢筋发生电化学反应，从而导致钢筋的锈蚀现象，影响路桥的使用年限。
　　4.2 严格规范混凝土结构的制作过程
　　混凝土中钢筋的锈蚀情况与混凝土的密实度，钢筋保护膜的厚度息息相关，所以，在混凝土的整体构建制作过程的规范性直接影响了钢铁锈蚀的速率，在施工过程中工作人员对于水泥、沙石等施工材料的运用都应该按照工程规范合理使用，严格按照相关规定保证混凝土的搅和均匀度和振动压实过程的合理性设置并进行进制养护处理，国家也可以配合工程的施工单位也应该派出相关的工作人员，对于施工后的路桥进行严格的验收工作，对于不合格的路桥进行重新修建的处理。
　　4.3 定期开展钢筋锈蚀情况的检查
　　在路桥工程结束后，投入使用时对于混凝土钢筋锈蚀情况的定期检查是非常有必要的，所以国家或者施工单位应该定期组织相关人员对混凝土中的钢筋进行检验，钢筋锈蚀情况的定期检查可以在一定程度上防范路桥建筑安全问题，而对于发现的锈蚀情况进行及时的处理，不但可以及时的修补桥梁的腐蚀情况，也可以增加路桥的使用性和耐久性。
　　5 结语
　　综上所述，目前在我国桥路工程中混凝土钢筋锈蚀的检测方法有很多，定期的对混凝土的钢筋进行锈蚀检测，可以在一定程度上提高桥梁的使用率，而在桥梁的建筑过程中对混凝土的整体结构规范性的构建，也可以增强路桥使用性和耐久性，虽然现存的多种检测技术可以保证我国的路桥钢铁锈蚀工作的顺利进行，但是我国的检测技术依然只能实现在定性检测，桥路工程中混凝土钢筋锈蚀情况的检测技术依然存在着漫长的发展道路，需要广大的相关工作人员共同努力、共同探讨。
　　参考文献
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　　[2] 吕建峰.公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法[J].山西建筑，2016，42（27）：158-160.
　　[3] 張奇，王强，黄志勇.浅谈混凝土中钢筋锈蚀的检测方法[J].民营科技，2018，224（11）：131.
　　[4] 李宇星，杨漫，郭旭腾.混凝土构件中钢筋锈蚀监测方法浅析[J].科学技术创新，2018（29）：125-126.
　　[5] 刘磊，傅宇方.锈蚀钢筋混凝土公路桥梁疲劳性能研究综述[J].四川建筑科学研究，2016，42（2）：33-37.
　　[6] 郑泉庆.公路桥梁钢筋锈蚀的分析与防治[J].华东公路，2016（3）：14-17.
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