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如何有效監測鋼筋混凝土結構的腐蝕狀況?
發布時間:2017-06-23 瀏覽次數:2568 來源:歐美大地

  

  鋼筋混凝土結構是當前世界上應用最廣泛的結構形式之一。混凝土高抗壓強度與鋼筋高抗拉性能的組合,使得鋼筋混凝土結構具有多種優點。由于混凝土的應用范圍很廣,對混凝土材料科學的研究,不僅對工程建設的經濟性、實用性和可靠性都有很大影響,而且與人們的生活、安全也密切相關。

  然而,從混凝土應用于土木工程的150 年間,混凝土的可靠性問題不容樂觀。大量混凝土結構在設計使用年限之前提前失效,影響了混凝土結構的正常使用與正常維護。結構提前失效的原因除了結構設計的承載力不足外,更多的是由于結構的耐久性不足造成的。如青島市一座大樓 3 年內因樓蓋鋼筋嚴重銹蝕導致結構失效,16 層樓蓋全部拆除;湛江港于 1956 年建成的一座碼頭,使用 20 年后發現鋼筋銹蝕非常嚴重,底板混凝土因鋼筋銹蝕而大面積脫落,露筋面積占底板的 21%,鑒于耐久性的嚴重不足,經多方論證后,不得不將上部結構拆除。

  監測意義

  鋼筋混凝土耐久性問題是一個十分重要而迫切需加以解決的問題。通過開展對鋼筋混凝土結構耐久性的研究,一方面能對已有的建筑結構物進行科學的耐久性評定和剩余壽命預測,以選擇對其正確的處理方法,另一方面也可對新建工程項目進行耐久性設計與研究,從而提高工程的設計水平和施工質量,確保混凝土結構生命全過程的正常運作。

  

  監測方案

  為了監測混凝土中鋼筋的腐蝕狀況,需要通過傳感器測量一些電化學參數,包括電位分布、鋼筋腐蝕速率、宏電流、混凝土電阻等,其中宏電流的測試是一種相對簡單易行的方法,已被廣泛地應用于鋼筋腐蝕測試中。近年來,不少國家都應用該測量方法發展了用于監測鋼筋腐蝕的陽極傳感器系統,德國亞琛工業大學土木工程研究所發明的Sensortec陽極梯混凝土結構預埋式耐久性無損傷監測傳感系統,該系統在不損傷混凝土表面的前提下,通過埋入混凝土內部不同深度的鋼筋傳感器,準確預測鋼筋的腐蝕情況,可長期地測量混凝土中鋼筋銹蝕的程度及深度,在世界各國陸續投入工程應用。

  

  

  監測原理

  Sensortec陽極梯通過周期性測量,可監測混凝土鈍化面的發展過程,可推測鋼筋發生鈍化的預期時間。Sensortec陽極梯測得兩個參數:陽極的電化學電位,以及陽極和陰極之間的銹蝕電流。要測量銹蝕電流,首先必須對陽極和陰極反應部分解耦,這通常在鋼筋的相鄰表面發生。通過使用外部的電化學處理的氧化鈦陰極來完成解耦。這比作為測量陽極的鋼質電極有更顯著的靜息電位,自動作為陰極,和鋼質陽極構成一個回路。銹蝕電流可以通過外部電流表來記錄。由于傳感器有相對較小的陽極表面,評價和銹蝕電流是可靠的。在氧氣存在下,混凝土中的氧化鈦陰極也有非常穩定的靜息電位,因此用高電阻的電壓表測量靜息電位時它可以作為參考電極。通過同時測量銹蝕電流和電位,可以評估每個陽極的銹蝕狀態。

  

  系統優勢

   可精確反應陽極宏電流變化趨勢與銹蝕狀況之間的關系

   對混凝土結構進行無損傷監測

   監測系統操作手段簡單易行

   陽極梯堅固耐用,滿足長時間工程監測需求

   在工程實際應用中占用空間小

   對混凝土保護層 、承載力干擾性極小

  

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