智能檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)-智能建造技術(shù)專(zhuān)02課件講解

主講人：白媛麗智能檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)智能建造技術(shù)專(zhuān)業(yè)資源庫(kù)知識(shí)點(diǎn)銹蝕程度的檢測(cè)銹蝕程度的檢測(cè)鋼筋銹蝕的原因1鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法2課程目標(biāo)思政目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生在工程建設(shè)中要精心組織，嚴(yán)格把關(guān)，顧全大局，不為自身和小團(tuán)體的利益而降低對(duì)工程質(zhì)量的要求了解混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕的原因，掌握鋼筋銹蝕檢測(cè)技術(shù)知識(shí)目標(biāo)具有能正確使用相關(guān)方法檢測(cè)鋼筋銹蝕程度的能力能力目標(biāo)世界范圍內(nèi)，每年由于混凝士土中鋼筋銹蝕問(wèn)題所造成的損失十分巨大。美國(guó)每年由于混凝土鋼筋銹蝕造成的各類(lèi)損失達(dá)280億美元。由于冬季撒鹽除雪，英國(guó)1972年建造的11座鋼筋混凝土高架橋，在使用兩年后就發(fā)現(xiàn)混凝土順筋膨脹的現(xiàn)象，30年內(nèi)累計(jì)耗費(fèi)維修費(fèi)用接近工程造價(jià)的6倍。銹蝕程度的檢測(cè)20世紀(jì)50年代，我國(guó)北方冬期施工時(shí)為使混凝土早強(qiáng)而人為添加氯鹽的做法，致使許多建筑物因鋼筋銹蝕嚴(yán)重未及設(shè)計(jì)使用年限即告破壞。我國(guó)沿海區(qū)域建設(shè)的公路橋梁受海洋環(huán)境侵蝕，加之重載車(chē)輛來(lái)往頻繁，許多橋梁在10年左右即出現(xiàn)嚴(yán)重的損傷開(kāi)裂和鋼筋銹蝕。銹蝕程度的檢測(cè)水泥水化過(guò)程中，氧化鈣與水反應(yīng)會(huì)生產(chǎn)氫氧化鈣，致使混凝土孔隙中含有大量的氫氧根離子，呈現(xiàn)高堿性，pH值可達(dá)12.5~13.5。此時(shí)，混凝土中的氫氧化鈣提供的堿性環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層鈍化膜，使鋼筋相對(duì)于中性與酸性環(huán)境下更不易腐蝕。但現(xiàn)實(shí)中，這種鈍化膜容易受到破壞，此時(shí)，若混凝土中鋼筋再同時(shí)滿足一定條件，鋼筋腐蝕現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

一般認(rèn)為，導(dǎo)致鋼筋腐蝕發(fā)生的外部因素包括以下三個(gè)方面：(1)鋼筋表面存在電勢(shì)差，不同區(qū)段間形成陰極陽(yáng)極(2)陽(yáng)極區(qū)段鋼筋表面處于活化狀態(tài)，陽(yáng)極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞鐵離子2Fe—4e－→2Fe2+(3)混凝土內(nèi)存在水分和溶解氧，陰極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，生成氫氧根離子2H2O+O2+4e－→4OH－銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

混凝土各處堿度差異性、鋼筋中的碳或其他合金元素的偏析以及鋼筋內(nèi)部應(yīng)力殘留，均會(huì)造成鋼筋表面電勢(shì)差的存在。同時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受氣候或環(huán)境影響，使用過(guò)程中或多或少不可避免地受水浸潤(rùn)，故存有水分和溶解氧?？梢哉f(shuō)，在一定程度上條件(1)和條件2總是滿足的。銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

因此，一旦鋼筋表面鈍化膜破壞，陽(yáng)極產(chǎn)物亞鐵離子與陰極產(chǎn)物氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵，此產(chǎn)物再與水發(fā)生氧化反應(yīng)生成氫氧化鐵，氫氧化鐵進(jìn)一步氧化形成疏松易剝落的鐵銹體，包括約4倍于原體積的紅銹體，和約2倍于原體積的黑銹體。鐵銹體積增加會(huì)擠壓周邊混凝土，引起混凝土沿鋼筋方向開(kāi)裂，即所謂的順筋開(kāi)裂。2Fe2＋+4OH－→2Fe(OH)2Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

開(kāi)裂后的混凝土，由于水分更易進(jìn)入將加速內(nèi)部鋼筋的進(jìn)一步腐蝕，所以，防止混凝土開(kāi)裂是防止鋼筋銹蝕的關(guān)鍵。銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

氯離子是極強(qiáng)的陽(yáng)極活化劑，由于氯離子先通過(guò)混凝土保護(hù)層的薄弱處滲透，且逐步積累于鋼筋表面，對(duì)其鈍化膜的破壞往往是局部的，常稱(chēng)為點(diǎn)蝕(或坑蝕)。這就形成了小陽(yáng)極，而此時(shí)鋼筋表面的大部分仍具有鈍化膜，成為大陰極。而且氯離子這一極強(qiáng)的去鈍化劑，在誘發(fā)點(diǎn)蝕和點(diǎn)坑發(fā)展的過(guò)程中，幾乎是不消耗的，僅起到催化劑或媒體的作用。銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子來(lái)源主要有兩類(lèi)一是由于拌和混凝土，或管道灌漿時(shí)混入二是則是從外部環(huán)境滲透進(jìn)入例如海洋、化工生產(chǎn)等環(huán)境中氯離子更容易侵入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。銹蝕程度的檢測(cè)一、鋼筋銹蝕的原因

鋼筋銹蝕檢測(cè)方法，包括裂縫觀察法、取樣檢測(cè)法和自然電位法。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

鋼筋銹蝕部分的體積將膨脹為原來(lái)的2.2倍，隨著腐蝕的加劇，體積迅速增加，導(dǎo)致混凝土保護(hù)層膨脹開(kāi)裂，梁、掛角部易受兩個(gè)方向有害介質(zhì)的侵蝕，所以一般沿梁、柱角部縱向主筋首先出現(xiàn)順筋裂縫，如此時(shí)不及時(shí)加以處理，還將出現(xiàn)沿銹蝕箍筋的橫向裂縫，裂縫寬度與銹蝕嚴(yán)重程度正相關(guān)。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

鋼筋混凝土構(gòu)件上出現(xiàn)順筋裂縫時(shí)，鋼筋的銹蝕程度可依據(jù)下式進(jìn)行估算:λ為鋼筋截面損失率，as為混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度，fcu為混凝土立方體抗壓強(qiáng)度，d為鋼筋直徑。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

取樣法則指的是鑿開(kāi)混凝土的保護(hù)層，觀察并測(cè)定保護(hù)層厚度、鋼筋位置、鋼筋數(shù)量及銹蝕等情況，鋼筋的殘余直徑可用游標(biāo)卡尺測(cè)量，測(cè)量前應(yīng)清除銹層使鋼筋露出金屬光澤，當(dāng)鋼筋銹蝕嚴(yán)重以至于需要對(duì)該構(gòu)件承載力進(jìn)行校核時(shí)，應(yīng)截取鋼筋試樣進(jìn)行抗拉試驗(yàn)，或測(cè)定鋼筋的殘余截面率。測(cè)定殘余截面率過(guò)程如下，首先是精確測(cè)量試樣的長(zhǎng)度，在氫氧化鈉溶液中通電除銹，并測(cè)出除銹后試樣的殘余質(zhì)量，殘余質(zhì)量與該種鋼筋公稱(chēng)質(zhì)量之比值即為鋼筋的殘余截面率。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

電位差法則是利用電化學(xué)原理，采用鋼筋與混凝土表面的電位差來(lái)表征鋼筋銹蝕程度的一種檢測(cè)方法。其原理是，當(dāng)混凝土中鋼筋銹蝕時(shí)，鋼筋表面便有腐蝕電流，鋼筋表面則與混凝土表面之間存在電位差，電位差的量值與鋼筋的銹蝕程度相關(guān)。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

運(yùn)用電位測(cè)量裝置測(cè)得鋼筋表面與混凝土表面之間的電位差及其分布，可大致判斷鋼筋銹蝕的范圍及其嚴(yán)重程度。電位差法可用作對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)成構(gòu)件中的鋼筋進(jìn)行全面檢測(cè)，其結(jié)果可用來(lái)作定性參考，定量分析可能存在較大偏差。銹蝕程度的檢測(cè)二、鋼筋銹蝕程度的檢測(cè)方法

通過(guò)本次課程，我們學(xué)習(xí)了鋼筋銹蝕程度檢測(cè)。鋼筋銹蝕是降低結(jié)構(gòu)耐久性和鋼筋承載力的重要因素，因此，對(duì)鋼筋進(jìn)行銹蝕檢測(cè)就顯得尤為重要。故了解發(fā)生鋼筋銹蝕的原因，影響鋼筋銹蝕的因素，防止鋼