電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的方法

PAGE8PAGE9電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的方法的術(shù)語和定義、一般規(guī)定、檢測用儀器要求、檢測方法、數(shù)據(jù)處理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修約與比較方法、試驗(yàn)報告等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體中鋼筋銹蝕程度的定量的檢測，同時適用于混凝土結(jié)構(gòu)中銹蝕電位、鋼筋銹蝕電流密度及銹蝕截面損失率檢測。本標(biāo)準(zhǔn)適用于不宜進(jìn)行破損驗(yàn)證實(shí)際銹蝕程度的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于帶飾面層的混凝土以及飽和含水和接近飽和含水的混凝土結(jié)構(gòu)的檢測。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件，凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示與判定GB/T50082普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50344建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T152混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)電流密度currentdensity單位電極表面上通過的電流強(qiáng)度。銹蝕電流密度corrosioncurrentdensity單位電極表面上通過的銹蝕電流強(qiáng)度。3.3分辨率resolutionratio測量儀器能響應(yīng)和分辨的最小值。3.4量程range測量儀器標(biāo)稱范圍的上下兩極限之差的值。3.5銹蝕平均截面損失率averagesectionlossrateofcorrosion單位長度上已銹蝕的鋼筋面積與鋼筋公稱截面面積的比值。3.6電化學(xué)electrochemistry研究兩類導(dǎo)體形成的帶電界面現(xiàn)象所發(fā)生變化的科學(xué)。3.7銹蝕corrosion金屬材料由于水份和氧氣等的電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞、退化現(xiàn)象。3.8銹蝕電位值corrosionpotential采用半電池電位法測出的銹蝕電位差值。3.9信號采集裝置signalcollectingdevice轉(zhuǎn)換銹蝕定量檢測儀測讀數(shù)值信號并發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)的裝置。3.10測區(qū)measuringfield混凝土表面待測的一個區(qū)域。3.11測點(diǎn)measuringpoint測區(qū)內(nèi)的一個數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。3.12鋼筋活化狀態(tài)activatedstateofreinforcingbar鋼筋已處于銹蝕狀態(tài)。3.13鋼筋鈍化狀態(tài)passivationstateofreinforcingbar鋼筋處于未銹蝕狀態(tài)。3.14異常數(shù)據(jù)abnormaldata檢測數(shù)據(jù)中與其平均值的偏差超過兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的測定值。3.15粗大誤差grosserror明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差。3.16極化電阻polarizationresistance有外加電流時，電極電位偏離腐蝕電位時的電阻。一般規(guī)定4.1從事電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的人員應(yīng)經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)。4.2檢測面應(yīng)清潔、平整，無蜂窩、麻面、孔洞、露筋、混凝土夾渣、無飾面層。4.3如果待檢區(qū)域必須選在含有飾面層的，應(yīng)清除飾面層后在混凝土面上進(jìn)行檢測。4.4所測混凝土結(jié)構(gòu)測試環(huán)境需處于溫度0～40℃，相對濕度在≤85%。檢測用儀器要求一般要求銹蝕定量檢測設(shè)備包括的產(chǎn)品不應(yīng)對人體、生物和環(huán)境造成危害，涉及與生產(chǎn)、使用有關(guān)的安全與環(huán)保問題，應(yīng)符合我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。銹蝕定量檢測設(shè)備由主機(jī)系統(tǒng)、復(fù)合型信號采集裝置等組成。如是有線設(shè)備，其用于連接檢測設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳感器的導(dǎo)線宜用銅導(dǎo)線，其總長度不宜超過100m、截面積宜大于0.75mm2。銹蝕定量檢測設(shè)備應(yīng)具有采集、顯示和存儲數(shù)據(jù)的功能，并具有充電、虧電預(yù)警功能。銹蝕定量檢測設(shè)備不宜提供人工輸入檢測數(shù)據(jù)功能，銹蝕定量檢測測區(qū)銹蝕檢測值不得進(jìn)行修改、刪除。檢測軟件能夠?qū)崿F(xiàn)自動計算，并可自動刪除異常值。軟件可以通過檢測數(shù)據(jù)繪制鋼筋混凝土中銹坑位置、范圍、程度分布曲線。信號采集裝置穩(wěn)定性應(yīng)符合下列要求：.1在同一測點(diǎn)，20s內(nèi)重復(fù)2次測得該點(diǎn)銹蝕電位變化應(yīng)小于10mv；在同一測點(diǎn)，用兩只不同的信號采集器重復(fù)2次測得該點(diǎn)銹蝕電位變化值應(yīng)小于10mv。.2在同一測點(diǎn)，20s內(nèi)重復(fù)2次測得該點(diǎn)電流密度值變化應(yīng)小于0.1μA/cm2；在同一測點(diǎn)，用兩只不同的傳感器重復(fù)2次測得該點(diǎn)電流密度變化值應(yīng)小于0.2μA/cm2。.3在同一測點(diǎn)，20s內(nèi)重復(fù)2次測得該點(diǎn)電阻率變化應(yīng)小于；在同一測點(diǎn)，用兩只不同的儀器重復(fù)2次測得該點(diǎn)電阻率變化值應(yīng)小于。銹蝕定量檢測設(shè)備和數(shù)據(jù)采集傳感器應(yīng)維護(hù)保養(yǎng)良好，并應(yīng)定期檢定/校準(zhǔn)。5.2儀器分類電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的儀器按功能可分為單功能和多功能。5.3儀器規(guī)格電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的儀器主要技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表1的要求。表1主要技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)測量范圍測量分辨率測量誤差儀器測量參數(shù)銹蝕電流密度（μA/cm2）0～10000.01±0.1銹蝕平均截面損失率（％）0～250.01±1.5銹蝕電位（mV）±9991±10溫度條件工作溫度（℃）-10～50溫度測量精度（℃）±0.5濕度條件工作濕度（％）0～90濕度精度（％）±56檢測方法6.1一般規(guī)定6.1.1采用電化學(xué)綜合法定量檢測混凝土中鋼筋銹蝕程度的方法檢測混凝土中鋼筋銹蝕電位、鋼筋銹蝕平均截面損失率、銹蝕電流密度時，宜先搜集并記錄下列資料：a）混凝土結(jié)構(gòu)竣工日期；b）待檢區(qū)域鋼筋直徑、種類、涂層情況；c）構(gòu)件名稱、數(shù)量及混凝土類型、混凝土表面狀態(tài)；d）構(gòu)件部位、所處環(huán)境；e）工程名稱、設(shè)計單位、施工單位；f）必要的設(shè)計圖紙和施工記錄；g）檢測原因。6.1.2使用前3小時，信號采集裝置內(nèi)注滿一天內(nèi)新配制的飽和硫酸銅溶液。飽和硫酸銅溶液采用分析純硫酸銅晶體溶解于去離子水，使溶液底部積有少量未溶解的硫酸銅晶體，溶液清澈且飽和。6.1.3在檢測之前，檢測儀器及信號采集裝置應(yīng)連接良好，并顯示置零狀態(tài)。6.2檢測技術(shù)6.2.1測區(qū)選擇與布置.1應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的環(huán)境差異及外觀檢查的結(jié)果來確定測區(qū)，測區(qū)應(yīng)能代表不同環(huán)境條件和不同的銹蝕外觀表征，每種條件的測區(qū)數(shù)量不宜少于10個；.2對于一般構(gòu)件，測區(qū)數(shù)不宜少于10個。當(dāng)受檢構(gòu)件數(shù)量大于30個或者單個待檢區(qū)域較大時，每個構(gòu)件的測區(qū)數(shù)量可適當(dāng)減少，但不應(yīng)少于10個。.3測區(qū)宜選在能使檢測儀器處于水平方向的混凝土澆筑側(cè)面。當(dāng)不能滿足這一要求時，也可選在使檢測儀器處于非水平方向的混凝土表面或底面。.4測區(qū)宜布置在構(gòu)件的可測面上，當(dāng)不能布置在具有代表性的可測面上時，也可布置在具有代表性的可測面附近，且應(yīng)均勻分布。在構(gòu)件的重要部位及薄弱部位應(yīng)布置測區(qū)，測區(qū)宜布置在構(gòu)件中性軸上。.5在混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件上布置測區(qū)，測區(qū)面積不宜大于，測區(qū)應(yīng)統(tǒng)一編號，注明位置，并描述其外觀。.6測區(qū)布置可按GB/T50344-2004、GB/T50082-2009、JGJ/T152-2008規(guī)定的方法進(jìn)行。6.2.2測點(diǎn)選擇與布置6.2.2.1測點(diǎn)宜在測區(qū)范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩測點(diǎn)的凈距離不宜小于50mm；測點(diǎn)盡量布置在鋼筋上方；測點(diǎn)距混凝土構(gòu)件邊緣的距離不宜小于30mm。工程現(xiàn)場一般每一測區(qū)不應(yīng)少于16個測試點(diǎn)。6.2.2.2測區(qū)應(yīng)采用矩陣式（行、列）布置測點(diǎn)，依據(jù)待測結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的尺寸，宜采用~劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)應(yīng)為銹蝕電位、銹蝕截面損失率和銹蝕電流密度測點(diǎn)。6.2.3使用環(huán)境待測混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)處于溫度0～40℃，相對濕度在≤85%。在極端惡劣的溫度和濕度條件下不宜進(jìn)行檢測。6.2.4待測混凝土表面的處理6.2.4.1檢測過程中待測混凝土表面，特別是測區(qū)的混凝土表面的瀝青、絕緣材料、涂料、污跡、油跡、泥土、導(dǎo)線等應(yīng)去除干凈。測點(diǎn)處混凝土表面平整、清潔。必要時可采用砂紙或鋼絲刷在混凝土表面上打磨，同時將打磨掉的粉塵雜物徹底除凈。6.2.4.2待測混凝土表面應(yīng)預(yù)先充分濕潤，可在飲用水里加入適量（約2%）家用液態(tài)洗滌劑配制成導(dǎo)電溶液，在測區(qū)混凝土表面噴灑。6.2.4.3檢測時，所測混凝土構(gòu)件須充分濕潤，每隔十五分鐘向混凝土表面噴水1次，連續(xù)噴水2～3次后再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；也可在電位值穩(wěn)定后再行測試。6.2.4.4如遇混凝土表面不夠平整，在數(shù)據(jù)采集傳感與混凝土表面接觸的位置墊一塊充分濕潤的海綿或毛巾，保證測試時每個接頭與混凝土接觸良好。6.2.5測量.1測量前應(yīng)對混凝土的含水率進(jìn)行測定，當(dāng)鋼筋混凝土的保護(hù)層濕潤良好時（混凝土含水率4%～6%），才可進(jìn)行測量。6.2.5.2檢測儀器的信號采集裝置應(yīng)與混凝土檢測面充分接觸，并應(yīng)輕輕施壓、準(zhǔn)確讀數(shù)、快速復(fù)位。.3按測區(qū)編號，將信號采集裝置依次放在各測點(diǎn)上。輕壓信號采集裝置，檢測并記錄各測點(diǎn)銹蝕電位、銹蝕電流密度值、銹蝕截面損失率。.4測點(diǎn)讀數(shù)應(yīng)穩(wěn)定，每一測點(diǎn)的銹蝕電流密度應(yīng)精確至0.1μA/cm2，銹蝕截面損失率值讀數(shù)應(yīng)精確至0.1%，銹蝕電位應(yīng)精確至1mv。.5注意環(huán)境溫度對測試結(jié)果的影響，必要時應(yīng)進(jìn)行修正。7數(shù)據(jù)處理與結(jié)果確定7.1數(shù)據(jù)處理采用《拉依達(dá)準(zhǔn)則》對檢測采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常數(shù)據(jù)剔除，再對測區(qū)內(nèi)的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。以銹蝕電流密度為例，統(tǒng)計方法如下：銹蝕電位平均值：測區(qū)內(nèi)，銹蝕電位方差，則可疑值為異常數(shù)據(jù)，應(yīng)舍棄；，則可疑值為正常數(shù)據(jù)，應(yīng)保留。7.2檢測結(jié)果的確定采用7.1方法獲得不同構(gòu)件不同測區(qū)銹蝕電位結(jié)果。采用7.1方法獲得不同構(gòu)件不同測區(qū)銹蝕電流密度。采用7.1方法獲得不同構(gòu)件不同測區(qū)銹蝕截面損失率。7.3繪制銹蝕云圖根據(jù)檢測結(jié)果繪制銹蝕電位、銹蝕電流密度、混凝土電阻率云圖，反應(yīng)鋼筋銹蝕狀態(tài)。參考銹蝕電位結(jié)果評價是否存在銹蝕及其狀態(tài)，參考銹蝕電流密度結(jié)果確定鋼筋銹蝕速率和構(gòu)件損傷年限，參考銹蝕平均截面損失率結(jié)果評價鋼筋銹蝕狀態(tài)。并參考附錄A進(jìn)行鋼筋銹蝕狀態(tài)綜合判定。局部打開混凝土，確定其中鋼筋實(shí)際銹蝕程度，根據(jù)該區(qū)域銹蝕電位、銹蝕電流密度、混凝土電阻率的結(jié)果，綜合定量確定所測區(qū)域鋼筋實(shí)際銹蝕情況。8試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修約與比較方法8.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修約試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)讀至儀器、量具的最小分度值，修約規(guī)則應(yīng)符合GB/T8170的規(guī)定。8.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較方法試驗(yàn)值或計算值均按GB/T8170的規(guī)定采用修約值比較法。9試驗(yàn)報告試驗(yàn)報告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：委托單位；工程名稱、結(jié)構(gòu)構(gòu)件名稱；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；澆注日期；試驗(yàn)項目名稱；試驗(yàn)日期；試驗(yàn)結(jié)果；試驗(yàn)人員、審批人員；試驗(yàn)部門簽章；試驗(yàn)報告日期。

附錄A（資料性附錄）銹蝕狀態(tài)判定參考A.1采用電化學(xué)綜合法定量檢測鋼筋銹蝕程度時，采用鋼筋銹蝕平均截面損失率評價鋼筋銹蝕狀態(tài)時，應(yīng)根據(jù)表A.1進(jìn)行判斷。表A.1銹蝕平均截面損失率評價鋼筋銹蝕狀態(tài)的判據(jù)銹蝕平均截面損失率鋼筋銹蝕狀態(tài)判別0鋼筋未銹蝕0%～1%鋼筋未銹或鋼筋局部出現(xiàn)微量銹斑1%～2%鋼筋局部出現(xiàn)少量銹斑2%～3%鋼筋表層可見多處銹斑3%～4%鋼筋表層銹蝕較清晰，擊打銹蝕鋼筋有微量鐵銹跌落4%～5%鋼筋表層接近全面銹蝕，輕擊銹蝕鋼筋有少量鐵銹跌落5%～10%鋼筋嚴(yán)重銹蝕，局部出現(xiàn)銹坑，觸碰銹蝕鋼筋表層有明顯鐵銹脫落≥10%鋼筋嚴(yán)重銹蝕，多處出現(xiàn)銹坑，觸碰銹蝕鋼筋表層有明顯鐵銹脫落A.2采用電化學(xué)綜合法定量檢測鋼筋銹蝕程度時，采用鋼筋銹蝕電流密度值評價鋼筋銹蝕性狀時，應(yīng)根據(jù)表A.2進(jìn)行判斷。表A.2銹蝕電流密度與鋼筋銹蝕速率和構(gòu)件損傷年限判別銹蝕電流密度水平（μA/cm2）銹蝕速率保護(hù)層出現(xiàn)損傷年限＜0.2無