1、1无损检测技术在锈蚀混凝土结构中的应用探摘要：混凝土无损检测技术，提出锈蚀混凝土结构检测的实用方法，包括对腐蚀混凝土的无损检测，腐蚀混凝土裂缝宽度、深度检测及钢筋锈蚀程度和锈蚀速率检测。并提出了无损检测技术在腐蚀混凝土的应用中待解决的问题。 关键词：腐蚀混凝土、无损检测、应用探讨 中图分类号：TU528.33 文献标识码： A 包括许多方面的耐久性混凝土结构问题，混凝土化学侵蚀、钢筋锈蚀、冻融损伤、碱骨料反应等。其中，已引起各国工程界的极大关注就是混凝土中钢筋锈蚀，混凝土结构耐久性被认为是当今影响的首要问题，锈蚀的过程在钢筋混凝土中发生，是钢筋氧化层被破坏的外保护性，Fe203、Fe304 的
2、混合物为钢筋电子过程中锈蚀的产物。初始的锈蚀，混凝土的空隙中应受到钢筋锈蚀产物的渗透，当钢筋周围被填满混凝土孔隙之后，钢筋周围生成聚集的锈蚀产物在继续，产生径向膨胀应力在钢筋外围混凝土上，该膨胀应力产生拉应力在混凝土内部，当混凝土抗拉强度被拉应力超过时，随裂缝的进一步纵向扩展，混凝土开裂，顺筋胀裂在混凝土表面出现。 有效地进行评估性检测对锈蚀混凝土构件，采集锈蚀结构或构件的表现裂缝深度、混凝土强度性能、锈蚀构件阻尼系数、宽度、以及钢筋锈蚀程度、锈蚀速率、自振频率等基本数据，以便进行综合分析对无损2检测结果，构件剩余承载力被推断，形成耐久性的综合评判体系与锈蚀混凝土构件承载能力，从而，进行准确评
3、估和预测对锈蚀混凝土结构的耐久性。 一、无损检测技术 最近几年，在锈蚀混泥土常用的无损检测技术主要有：超声波检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测以及射线检测这五大常用检测方法。其中射线检测和超声检测主要是用于检测物体的内部异常的方法；磁粉检测和渗透检测主要是用于检测物体外表缺陷的方法。无损检测技术的主要特点有：不损坏试件的结构和性质。在能保证试件的结构和性质不受到损坏的情况下对试件实施检测。基本上在进行检测完之后，物品的检出率能达到百分之百，这是无损检测的最大特点。 各种无损检测方法都有它的优缺点，应根据设备的材料和性质等多方面的因素，取长补短，选择合适的无损检测方法来提高检测结果的正确率。无损
4、检测技术不能检测需要进行破坏性检测的工程，只有将无损检测得出的结论和进行破坏性试验得出的结论进行分析和对比，才能最终做出准确的评定。 二、腐蚀混凝土性能检测与评估 通常，作为混凝土主要性能的混凝土抗压强度。对锈蚀混凝土的强度进行测量，采用无损检测法，技术规程由于相应的设有，可行性不具有。试验仪器率锈蚀构件进行无损检测，并采用无损检测与破坏性试验相结合的方法，从而可以进行有效评估对锈蚀结构的强度。 目前，压痕法、回弹法、声速衰减综合法、射线法、拔出法、超声3脉冲法、钻芯法、超声法、超声回弹等综合法，可以对普通混凝土的强度测定。但腐蚀混凝土的强度检测应用这些方法应，相应的试验研究还很缺乏，混凝土标
5、准立方体通过遭受 15%的硫酸腐蚀后，对比测量后发现，在进行 45 组回弹抗压中，对混凝土经过硫酸腐蚀，进行强度回弹检测，宜采用分级强度的专用回弹曲线，还未见相关的记载，在其它腐蚀类型的混凝土强度检测中。 但是我们发现，通过研究，在锈蚀钢筋混凝土结构，混凝土中的钢筋锈蚀产物渗透，混凝土胀裂之前在钢筋外围，由于孔隙率降低在混凝土内部，致密性增强在混凝土中，可以一定程度上提高混凝土强度。出现较大的裂缝时，在混凝土锈裂损伤的内部，受到破坏后的混凝土水泥结构，才会降低混凝土强度。 三、锈蚀混凝土损伤位置与损伤区域的动力测量 锈蚀混凝土结构没有出现明显顺筋开裂时，要确定其锈蚀损伤区域与锈蚀损伤位置，其锈
6、蚀状态阻尼系数和自振频率，一般采用共振法测定，通过钢筋混凝土梁的原始技术资料与已经掌握的频率测量值，参数进行识别，对钢筋的锈蚀程度与锈蚀位置等。 通过简支梁锈蚀损伤位置的模拟，利用能量法导出梁的自由振动的数学模型，从而得到梁的低阶频率，然后运用最小二乘法建立目标函数，钢筋锈蚀参量通过非线性迭代识别出，但人为假定的钢筋轻微锈蚀时损伤区域刚度，是否与钢筋均匀锈蚀区域刚度在自然条件下是否相符，试验研究有待于进一步提高，利用传感器接收钢筋锈蚀的声发射探测法，弹性应力波是引起周围混凝土开裂释放前奏，其要发生变化波形与振幅，4混凝土损伤的确切位置在钢筋发生锈蚀膨胀引起。 四、锈蚀混凝土裂缝深度与宽度测量
7、由于在 15mm45mm 之间的普通混凝土保护层厚度，对浅裂缝的混凝土 (小于 5Omm 的深度)，超声检测方法可以采用，如图 1 所示是其基本检测方法: 图 1 由锈蚀钢筋表面开始产生微裂缝的锈蚀混凝土裂缝开展顺序，裂缝向四周扩展，随锈蚀程度加深，直达保护层表面的混凝土，裂缝在表观可见。由此可见，必然有钢筋从裂缝中间穿过，对锈蚀裂缝而言。技术规程的条文说明指出的超声法检测混凝土缺陷，是当靠近换能器时的钢筋穿过裂缝时，使声信号短路的钢筋，不反映裂缝深度在读取时。可以避免钢筋引起的影响在超声波首波相位反转法里，因此，锈蚀混凝土裂缝深度的检测可用，如图 2 所示是其的基本原理： 图 2 在 0.1
8、cm2cm 之间的锈蚀混凝土结构表观裂缝宽度，锈蚀裂缝超过2cm 时，暴筋现象大都出现，意味正常使用极限状态在结构超过出现。测量锈蚀裂缝宽度，笔式读数放大镜可采用，刻度计与放大镜相结合的原理，在 0.1mm10mm 之间的读数范围，读数精确的微裂缝宽度。自制裂缝宽度纸读数或可直接用刻度尺，在大于 1 cm 的裂缝时。 五、锈蚀钢筋的无损检测 5无损检测技术发展很快在钢筋锈蚀中，包括两个方面的检测：一是检测钢筋锈蚀程度；二是检测钢筋锈蚀速率。 1、检测钢筋锈蚀程度 在钢筋混凝土阴极区与阳极区存在着电位差，是半电池电位法基本原理，导致钢筋腐蚀是电子流动。一个放在混凝土表面的半电池与我们通过测量的钢
9、筋之间的电位差，可以对钢筋可能的锈蚀程度来预测。 钢筋锈蚀程度进行用半电池电位法预测，可见表 1 参照标准： 表 1 要严格遵照操作规程在半电池电位法测量过程中，碳化深度、环境相对湿度、氯离子含量、水泥品种、水灰比、保护层厚度等因素，都会产生影响对测量结果。原因在于高阻抗的混凝土表而会使表面负电势降低，从而难以确知钢筋实际锈蚀情况：由于氧气缺乏引起的阴极极化会使负电势增大，实际上用锈蚀速率法时测值反而降低。另外，决定锈蚀情况的锈蚀电流与半电池电位之间始终未能找到相应的关系，所以，该方法较多地应用于锈蚀程度的定性测量。 六、无损检测技术在锈蚀混泥土检测应用中建议 对锈蚀混泥土的检测要采用多种方法
10、，综合进行检测。这些方法都是对混凝土的某些物理量的变化进行检测。一般采用两种、两种以上的方法进行检测，以物理量的变化为依据，这样可以使得检测结果更为准确，以往的检测内容比较单一，要扩展检测内容。无损检测技术除了检测锈蚀混泥土内部结构的损坏情况，还需要检测建筑材料，如混凝土的6耐久性、结构的损坏程度等各个方面。 总之，结构工程领域的重要课题就是腐蚀结构耐久性研究，结构工程的加固、结构可靠度计算、结构的耐久性评估、结构剩余寿命预测等，研究锈蚀检测新方法，都要以锈蚀结构物的准确检测为前提，专用仪器用在开发锈蚀检测中，在不同环境的腐蚀中，进行评定对已有的结构检测仪器，检测精度可以提高，腐蚀混凝土结构耐久性检测方面的关键技术，就是我们的无损检测技术。 参考文献： 1.牛狄涛.锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究.J.工业建筑.2011. 2.赵卓.氯化物腐蚀钢筋混凝土结构的腐蚀检测与评价.J.建筑结构 2010.
