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鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測(cè)（電位法、電阻率法）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-29 07:50:11 更新時(shí)間：2025-07-28 07:50:11

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

鋼筋銹蝕狀態(tài)檢測(cè)：電位法與電阻率法

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性直接關(guān)系到建筑物的安全性與使用壽命。鋼筋銹蝕是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能劣化的主要因素之一，其產(chǎn)生的銹脹力會(huì)引發(fā)混凝土開裂、剝落，最終削弱結(jié)構(gòu)承載力。因此，準(zhǔn)確、高效地檢測(cè)鋼筋銹蝕狀態(tài)至關(guān)重要。電位法與電阻率法作為兩種成熟的無損電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)，因其操作便捷、結(jié)果直觀，在工程實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用于鋼筋銹蝕的早期診斷與評(píng)估。這兩種方法通過測(cè)量鋼筋在混凝土環(huán)境中的電化學(xué)行為，間接反映其銹蝕風(fēng)險(xiǎn)或活躍程度，為結(jié)構(gòu)維護(hù)決策提供科學(xué)依據(jù)。

檢測(cè)項(xiàng)目

本檢測(cè)的核心項(xiàng)目聚焦于鋼筋的銹蝕狀態(tài)評(píng)估，具體包括：

鋼筋自然電位（半電池電位）：反映鋼筋在混凝土中的電化學(xué)活性，用于判斷銹蝕發(fā)生的可能性及范圍（電位法）。
混凝土電阻率：表征離子在混凝土孔隙中遷移的難易程度，直接關(guān)聯(lián)鋼筋銹蝕速率（電阻率法）。
銹蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：綜合電位和/或電阻率數(shù)據(jù)，劃分銹蝕風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)（如低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)、高風(fēng)險(xiǎn)、活躍銹蝕區(qū)）。

檢測(cè)儀器

實(shí)施檢測(cè)需依賴專業(yè)電化學(xué)儀器：

電位法儀器：
- 高阻抗數(shù)字電壓表/鋼筋銹蝕檢測(cè)儀：用于精確測(cè)量鋼筋相對(duì)于參比電極的電位差（mV）。
- 銅/硫酸銅（Cu/CuSO4）參比電極（或銀/氯化銀Ag/AgCl電極等）：提供穩(wěn)定的參考電位基準(zhǔn)。
- 連接導(dǎo)線、鱷魚夾或接觸探頭。
- 接觸電解液（如濕海綿、導(dǎo)電凝膠或特殊溶液）以確保電極與混凝土表面良好電接觸。
電阻率法儀器：
- 四電極電阻率儀（Wenner陣列探頭）：核心設(shè)備，包含四個(gè)等間距排列的電極（通常兩個(gè)外電極通入電流，兩個(gè)內(nèi)電極測(cè)量電壓降）。
- 導(dǎo)線與數(shù)據(jù)記錄裝置。

檢測(cè)方法

兩種方法的操作流程如下：

電位法（半電池電位法）步驟：
1. 準(zhǔn)備與連接：將參比電極充分浸潤(rùn)接觸液，緊密接觸待測(cè)混凝土表面（需去除浮漿、油污等）。用導(dǎo)線將電壓表正極連接至鋼筋（需暴露一小段或通過預(yù)埋連接點(diǎn)），負(fù)極連接參比電極。
2. 測(cè)量：在選定網(wǎng)格點(diǎn)（通常50cm x 50cm或更密）上逐一讀取并記錄鋼筋相對(duì)于參比電極的電位值（mV）。
3. 數(shù)據(jù)記錄：詳細(xì)記錄點(diǎn)位坐標(biāo)、電位值、環(huán)境溫濕度及混凝土表面狀況。
電阻率法（四電極法/Wenner法）步驟：
1. 布置電極：將探頭（四個(gè)電極）垂直壓緊在清潔的混凝土表面，電極間距a通常取50mm或根據(jù)設(shè)備要求。
2. 測(cè)量：儀器自動(dòng)或手動(dòng)向兩個(gè)外電極通入已知微小電流I，測(cè)量?jī)蓚€(gè)內(nèi)電極間的電位差ΔV。
3. 計(jì)算電阻率：儀器根據(jù)公式 ρ = 2πa * (ΔV / I) 直接計(jì)算并顯示混凝土電阻率ρ (單位通常為kΩ·cm 或 Ω·m)。在網(wǎng)格點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量記錄。

注意：兩種方法可獨(dú)立使用，也常結(jié)合以提高評(píng)估準(zhǔn)確性（如：用電位圖確定銹蝕區(qū)域，再用電阻率評(píng)估該區(qū)域的銹蝕速率風(fēng)險(xiǎn)）。電阻率法測(cè)量前混凝土表面應(yīng)干燥（無明水），否則結(jié)果顯著偏低。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外常用標(biāo)準(zhǔn)為檢測(cè)和結(jié)果判讀提供依據(jù)：

電位法主要標(biāo)準(zhǔn)：
- ASTM C876 - 19《混凝土中鋼筋半電池電位標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》：最廣泛應(yīng)用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提供了電位范圍與銹蝕概率的經(jīng)典判據(jù)（如：電位高于-200 mV vs CSE時(shí)，>90%概率不銹蝕；-200至-350 mV不確定；低于-350 mV >90%概率存在銹蝕）。
- JGJ/T 152 - 2019《混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》：中國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采納了ASTM C876的基本判據(jù)，并根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)給出了更細(xì)致的電位范圍劃分（如：<-500mV為嚴(yán)重銹蝕，-350~-500mV為銹蝕可能，-200~-350mV為不確定，>-200mV為無銹蝕）。
電阻率法主要標(biāo)準(zhǔn)/判據(jù)：
- 國(guó)際/行業(yè)經(jīng)驗(yàn)判據(jù)：電阻率與銹蝕速率存在強(qiáng)負(fù)相關(guān)（電阻率越高，銹蝕速率越低）。常用經(jīng)驗(yàn)判據(jù)如（以Ω·m為單位）：
  - ρ < 10：非常高銹蝕速率風(fēng)險(xiǎn)
  - 10 ≤ ρ < 50：高銹蝕速率風(fēng)險(xiǎn)
  - 50 ≤ ρ < 100：中等銹蝕速率風(fēng)險(xiǎn)
  - ρ ≥ 100：低銹蝕速率風(fēng)險(xiǎn)
- 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：EN 14629 (表面硬度等) 或 RILEM TC 154-EMC 等技術(shù)報(bào)告對(duì)電阻率應(yīng)用有指導(dǎo)。
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 50344 - 2019《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等也涵蓋了電阻率法在混凝土耐久性評(píng)估中的應(yīng)用。