[发明专利]混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测方法

说明书

本发明公布混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测方法，使用的检测装置包括两个钢筋混凝土腐蚀测试单元，钢筋设置在混凝土试块的中央位置；在钢筋伸出混凝土试块的部位设置密封层；钢筋的一端与导线相连；在混凝土试块上设置孔道，孔道的两端分别与管道密封相连；两个钢筋混凝土腐蚀测试单元设置在同一个盛放容器中，并在盛放容器中设置水，两个钢筋混凝土腐蚀测试单元的导线连通并设置开关；检测时一个钢筋混凝土腐蚀测试单元中的钢筋为阳极钢筋，另一个钢筋混凝土腐蚀测试单元中的钢筋为阴极钢筋。本发明操作方便、分析方法简单，能对钢筋的微电池腐蚀效果和宏电池腐蚀效果进行全面综合评价，阐明各腐蚀环境下钢筋宏电池腐蚀的控制模式。

本申请是母案申请“混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测装置与方法”的分案申请，母案申请的申请号为2016103976946，申请日为2016年6月5日。

技术领域

本发明属于钢筋腐蚀防护技术领域，更具体地说，涉及混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测装置与方法。

背景技术

钢筋混凝土材料因其成本低、易施工和具有良好的可塑性和耐久性，从而被广泛应用于各种工业民用建筑、水工或海工构造物中。通常在混凝土结构中，水泥水化产生的高碱性环境，可使钢筋表面形成一层能够抵抗钢筋腐蚀的铁氧化物保护层。然而，随着氯离子，硫酸根离子和二氧化碳等有害物不断从外部环境往混凝土中渗透以及外部环境和载荷引起的混凝土结构裂缝的开展，该铁氧化物保护层逐渐变得的不稳定而遭破坏，进而激发钢筋的锈蚀。

目前对混凝土结构中钢筋腐蚀的研究，主要基于微电池腐蚀理论，通过分析钢筋的半电池电位和腐蚀速度来评价其腐蚀状况，很少基于宏电池腐蚀理论，通过分析阴极钢筋和阳极钢筋的宏电池极化特性来评价其腐蚀状况。半电池电位的评价依据是ASTM C876标准，该标准针对钢筋是否处于钝化状态或者腐蚀状态，仅仅给出了一个概率性判定，且该判定遭受干湿环境的影响很大；其次，该标准仅适用于碱性混凝土结构，对于碳化混凝土结构并不适用，而且当混凝土结构中存在宏电池腐蚀时，使用半电池电位法将引起较大的误判。由线性极化阻抗法、电化学阻抗图谱法或电化学噪音法获得的钢筋腐蚀速度，通常作为微电池腐蚀速度，该腐蚀速度仅在宏电池腐蚀被忽略时才接近于钢筋的真实腐蚀速度。由于钢筋真实腐蚀速度是微电池腐蚀速度和宏电池腐蚀速度之和，又由于在现役混凝土结构中钢筋的宏电池腐蚀是普遍存在的，所以使用线性极化阻抗法和电化学阻抗图谱法将会低估钢筋的腐蚀速度，影响钢筋腐蚀防护效果的合理评价。因此基于微电池腐蚀理论，通过分析钢筋的半电池电位和腐蚀速度来评价其腐蚀状况是不准确和不可靠的。

在微电池腐蚀中，阴极区和阳极区是交互共存的，腐蚀也是均匀的；而在现实的混凝土结构中，阴极区和阳极区是分开的且相距较远，腐蚀是不均为的，这就易于导致钢筋宏电池腐蚀的形成。当钢筋处于宏电池腐蚀状态下时，阳极钢筋腐蚀释放的电子被转移至阴极钢筋并被阴极钢筋所消耗，从而形成从阴极钢筋流向阳极钢筋的宏电池电流，进而导致阳极钢筋的腐蚀电位朝着正电位方向增加(阳极钢筋的宏电池极化)和阴极钢筋的腐蚀电位朝着负方向降低(阴极钢筋的宏电池极化)。因此评价混凝土结构中钢筋的腐蚀应考虑其宏电池腐蚀的极化特性和控制机理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对上述问题，提出针对混凝土中钢筋宏电池腐蚀的检测装置与方法。本发明结构简单、易于操作，能够实现钢筋的微电池腐蚀状态和宏电池腐蚀状态的交替循环变化，直观地分析阴极钢筋和阳极钢筋之间的宏电池电位差、宏电池腐蚀电流、阴极钢筋和阳极钢筋的极化比率和极化斜率，能有效的评价各腐蚀防护技术对钢筋宏电池腐蚀的抑制效果，还能够阐明各种腐蚀环境下钢筋宏电池腐蚀的控制机理。

为实现上述技术目的，本发明提出如下技术方案：

一种钢筋混凝土复合结构，包括混凝土试块和钢筋，其中：钢筋设置在混凝土试块的中央位置；沿混凝土试块长度方向，钢筋贯穿整个混凝土试块，且钢筋两端伸出混凝土试块；在混凝土试块上设置孔道，所述孔道均匀设置在一个以设置在混凝土试块中央位置的钢筋为圆心的圆周上，且沿混凝土试块长度方向，孔道贯穿整个混凝土试块。