1.重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：钢筋混凝土结构钢筋锈蚀危害之大和日益加剧的严重态势大大超过人们意料，钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀问题日益引起全世界的广泛关注。钢筋锈蚀已成为钢筋混凝土耐久性研究的一个热点问题。钢筋锈蚀的及早发现和诊断是钢筋混凝土结构耐久性评定、剩余使用寿命预测和维修方案选择，最终形成耐久性综合评判系统的重要前提。发展准确可靠的钢筋锈蚀检测技术已经成为国内外学者的研究重点。
关键词：钢筋锈蚀、结构耐久性、锈蚀检测技术
0引言
对于钢筋混凝土结构钢筋锈蚀检测技术的应用主要集中在国外，应用最广泛的是基于电化学检测原理的一批产品。如德国亚深工业大学土木工程研究所发明的梯形阳极混凝土结构预埋式耐久性无损检测系统、丹麦FORCE公司的Nagel-System都是针对钢筋锈蚀的电化学性能检测。美国的ECI-I无损检测埋入式腐蚀检测，能够检测钢筋腐蚀如电阻率、氯离子浓度和温度等参数。国内锈蚀检测应用起步较晚，浙江大学金伟良教授整合了钢筋锈蚀检测手段，应用梯型阳极传感单元结合光纤脱钝敏感膜传感元件在杭州湾跨海大桥构建了检测系统，实现对钢筋锈蚀的检测。哈尔滨工业大学欧进萍教授、乔国富博士开发出适用于长期耐久性检测的五电极腐蚀传感器，并开发出检测系统。
1.国内外检测方法
目前国内外采用的主要检测钢筋混凝土结构锈蚀的方法可以分为两大类：破损检测技术和无损检测技术。
（1）破损检测技术是一种物理检测方法，通常在钢筋腐蚀非常严重的情况下应用此法。通过对露出混凝土表面的锈蚀钢筋进行测量与观察，确定钢筋横截面损失率和钢筋质量的损失率。直接对混凝土腐蚀情况进行观察与测量计算，所以准确性较高，但是也存在着一定的缺陷，钢筋暴露的面积对检测结果会有一定的影响，以及破损法对结构有不可逆的损坏，检测范围小以及无法对结构整体评价的先天不足之处；
（2）无损检测指在检测过程中对结构无损伤或者损伤很少的方法，主要分为物理法、电化学法和分析法。物理检测法是通过测定钢筋锈蚀引起物理性质的变化来测定钢筋的锈蚀情况；电化学方法是通过测定钢筋混凝土腐蚀体系的电化学特性来确定混凝土中钢筋锈蚀程度或速度。但是该方法不能实现在线检测，自动预警，且检测参数单一，不稳定，通常只能对钢筋锈蚀较严重的情况进行定性检测；分析法是根据现场测量钢筋混凝土自身影响钢筋锈蚀的因素和影响钢筋锈蚀的外部环境因素及不同时期的影响因子数据分析推断钢筋的锈蚀情况。钢筋混凝土结构钢筋锈蚀三种常见的无损检测技术比较如表1所示。
表1 钢筋混凝土结构钢筋锈蚀三种无损检测技术比较
2.无损检测技术的研究现状
几种最常见的无损检测技术的优缺点以及研究现状，如下：
（1）物理法检测技术主要是通过测定钢筋锈蚀引起物理特性的变化来反映钢筋的锈蚀情况。物理法检测技术主要包括：电阻棒法、射线法、声发射探测法、红外热像法、基于磁场的检测方法、基于光纤光栅腐蚀传感器法等。物理检测方法的优点是操作简便，受环境的影响小。其缺点是只能用于定性分析，比较难以进行定量分析，目前基本停留在实验室阶段，还未在实际钢筋混凝土结构上运用。
（2）分析法检测技术是根据现场测量钢筋混凝土自身影响钢筋锈蚀的因素和影响钢筋锈蚀的外部环境因素及不同时期等影响因子数据，分析推断钢筋的锈蚀情况。分析法的关键：一是准确测量钢筋锈蚀的影响因子，掌握混凝土自身以及环境的影响因素；二是建立的锈蚀预测模型。其中以采用的钢筋锈蚀预测模型尤为重要。现有的钢筋锈蚀速率的模型主要包括：经验模型、反应(氧气扩散与混凝土电阻率)控制模型和电化学模型。经验模型简单易操作，缺点是理论不足、应用有局限性反应控制模型具有一定的理论基础，但是没有考虑到电化学反应是钢筋锈蚀的本质；电化学模型是根据电化学反应建立的模型，由于复杂很难用于工程实际。分析法检测技术有许多不确定性，不能确定结果损伤的具体部位，当该技术用于钢筋混凝土结构损伤性的检测以及结构中有较多的地方需要检测时，会对结构造成很大的破坏。因此，分析法检测技术在实际结构工程应用中较少。
（3）电化学法检测技术主要是通过测定钢筋混凝土锈蚀体系的电化学特性来确定锈蚀程度或速率。电化学方法目前己经大量用于试验室混凝土试样中钢筋的锈蚀状况和瞬时锈蚀速率的检测，并已开始现场检测，主要包括半电池电位法、电阻率检测法、交流阻抗谱法和线性极化法等。半电池电位法在钢筋锈蚀的检测中应用较为广泛，但半电池电位法测试结果只能判断结构是否发生锈蚀过程，并不能确定锈蚀的速度和锈蚀率，只能做定性的检测；线性极化法是定量研究混凝土中钢筋腐蚀速率的一种最简单的电化学方法，所用仪器简便，测量速度快，而且结果容易处理，适合实验室和现场检测使用，但检测结果不仅和客观因素如极化参数、极化方式和混凝土保护层厚度有关，而且和检测人员的检测经验也是密不可分的；电阻率检测法设备简单、适应范围广，但是容易受环境条件的影响，而且混凝土电阻率法所测数据的离散性高，无法判断钢筋早期锈蚀的情况，而且现场测试操作较繁琐，在定量测量上不如线性极化法准确方便，实验数据处理繁杂，不适用于现场检测。
3.结语
总之，钢筋混凝土中钢筋锈蚀的检测技术很多并且在不断的发展中，其中实验室内基于电化学原理的数值模拟和工程现场测试仪的研发是今后混凝土中钢筋锈蚀研究的重点，无损检测是今后钢筋混凝土结构检测的发展重点方向。但目前，钢筋混凝土中钢筋锈蚀的检测技术无论在检测方法，还是在理论研究、试验验证以及工程应用上没有一种能快速有效的定性、定量地检测钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀情况的技术和方法，还不能实现钢筋混凝土梁桥内部钢筋锈蚀检测。因此，急切需要研究或引进一种新方法对钢筋混凝土梁桥内部钢筋锈蚀进行检测。
作者简介：
姓名：夏乾文，出生年(月)：1994.11.22，性别：男，民族：汉，籍贯：渝，学历：硕士，单位：重庆交通大学，研究方向：检测