浅谈半电池电位法检测砼钢筋锈蚀状态技术的应用

　　【摘

 要】水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题，也是水

工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。结合工程结构安全检测实践，介绍了运用半电池
电位法对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法、评价准则及应用效果，并对提高混
凝土中钢筋锈蚀检测的可靠性进行了探讨。

 

　　【关键词】钢筋混凝土结构；半电池电位法；钢筋锈蚀；评价标准；可靠性

 

　　一、钢筋锈蚀对结构的影响

 

　　水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题，也是水工建筑
物安全鉴定过程中经常遇到的问题。多年来，许多水利工程由于耐久性不良引起的工程损坏
事例不断发生，由此带来的工程损失和处理费用也迅速增加，相应的经济损失已不可忽视。
在水工建筑物安全鉴定过程中，常遇到大坝、水闸、渡槽、桥梁等钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀
引起的混凝土膨胀开裂，混凝土保护层脱落的现象很多，使得结构承载力下降，有些危及
安全，必须引起高度重视。

 

　　钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在三方面。其一，钢筋锈蚀直接使钢筋
截面减小，从而使钢筋的承载力下降，极限延伸率减少；其二，钢筋锈蚀产生的体积比锈
蚀前的体积大得多（一般可达

2～3 倍），体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力，发

生顺筋开裂，使结构耐久性降低；其三，钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。因此，
钢筋锈蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响，由此带来的维修与加固费用也是相
当昂贵的。为此，结合水工建筑物安全检测实践，开展了水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及
应用研究，目的是为水工建筑物的安全评价提供科学的依据。

 

　　二、检测原理及方法

 

　　

1、检测原理 

　　关于混凝土中钢筋锈蚀状态的无损检测，目前，国内外只能进行定性测量，常用的方
法是半电池电位法。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时，在钢筋表面形成阳极区
和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电
学活性可以看作是半个弱电池组，钢的作用是一个电极，而混凝土是电解质，这就是半电
池电位检测法的名称来由。

 

　　半电池电位法是利用

“Cu＋CuSO4 饱和溶液”形成的半电池与“钢筋＋混凝土”形成为半

电池构成一个全电池系统。由于

“Cu＋CuSO4 饱和溶液”的电位值相对恒定，而混凝土中钢

筋因锈蚀产生的化学反应将引起全电池的变化。因此，电位值可以评估钢筋锈蚀状态。

 

　　

2、检测方法 

　　检测前，首先配制

Cu＋CuSO4 饱和溶液。半电池电位法的原理要求混凝土成为电解质，

因此必须对钢筋混凝土结构的表面进行预先润湿。采用

20L 饮用水加上 100ml 家用液体清洁

剂充分混合构成的液体润湿海绵和混凝土结构表面。检测时，既要保持混凝土湿润，又要使
砼结构表面不存有自由水。

 

　　将

CANIN 钢筋锈蚀测定仪的一端与混凝土表面接触，另一端与钢筋相连，当钢筋露

出结构以外时，可以方便地直接连接。否则，需要首先利用钢筋定位仪的无损检测方法确定
一根钢筋的位置，然后凿除钢筋保护层部分的混凝土，使钢筋外露，再进行连接。连接时要
求打磨钢筋表面，除去锈斑。根据半电池电位法的测试原理，为了保证电路闭合以及钢筋的
电阻足够小，测试前应该使用电压表检查测试区内任意两根钢筋之间的电阻小于

1. 

　　检测时，根据用钢筋定位仪测定的钢筋分布确定测线及测点，测点的间距为

10～

20cm.用 CANIN 钢筋锈蚀测定仪逐个读取每条测线上各测点的电位值，在至少观察 5min 时，
电位读数保持稳定浮动不超过

±0.02V 时，即认为电位稳定，可以记录测点电位。