Discusión sobre el método de detección y la aplicación de la tecnología de corrosión de barras de acero en hormigón

I. mecanismo de corrosión de las barras de acero

La corrosión de las barras de acero en el hormigón armado es principalmente el resultado de reacciones electroquímicas. Después del vertido del hormigón, la reacción de hidratación del cemento produce un ambiente alcalino fuerte, en el que las barras de acero experimentan una reacción de oxidación (también conocida como reacción de pasivación), produciendo así una capa densa de oxidación en la superficie exterior de las barras de acero, que a menudo se conoce como película de pasivación. La película pasiva completa puede aislar la barra de acero del entorno externo y evitar la corrosión de la barra de acero.

Cuando el hormigón es destruido por fuerzas externas o erosionado químicamente, la película pasiva desaparece localmente, las barras de acero desprotegidas se oxidan gradualmente en un ambiente con oxígeno y agua. Hay varios factores comunes:

1. cloruros

Después de que el cloruro penetró en la superficie de la barra de acero, la acidificación local de C1 - redujo el valor de pH de la superficie de la barra de acero, lo que provocó el daño de la película pasiva.

2. ambiente ácido

Cuando el hormigón se encuentra en un ambiente ácido, la penetración de iones cambiará gradualmente el ambiente de pH alrededor de la barra de acero. cuando el valor de pH es inferior a 10, la película pasiva se destruye rápidamente y la corrosión ocurre.

3. carbonización

La carbonización del hormigón refleja la difusión del dióxido de carbono en el gas ambiente hacia el interior del hormigón, que cuando contiene agua, produce un ambiente ácido que puede causar corrosión.

4. tensión

En general, los componentes de hormigón se utilizan para soportar la presión, la fuerza de tracción, la fuerza de corte y otras fuerzas. Cuando la acción del estrés hace que la superficie de la barra de acero se agriete, causará el daño de la película de pasivación, y cuando no hay un ambiente alcalino fuerte alrededor de la barra de acero que produzca una nueva película de pasivación, la barra de acero perderá protección y acelerará la corrosión de la barra de acero.

2. tecnología de detección de corrosión de barras de acero

Durante mucho tiempo, se han estudiado métodos de detección de corrosión de barras de acero en el país y en el extranjero, y actualmente hay principalmente los siguientes tipos:

1. método electroquímico

El método electroquímico consiste en determinar los parámetros eléctricos a través de ciertos métodos de detección de acuerdo con las características electroquímicas de la corrosión de las barras de acero y resumir las leyes correspondientes en diferentes situaciones de corrosión, determinando así el grado o la velocidad de corrosión de las barras de acero. En la actualidad, este tipo de métodos incluyen principalmente el método de potencial natural, el método de resistencia a la ca, el método de polarización lineal, el método de resistencia a la superficie del hormigón, el método de electricidad constante y el método de ruido electroquímico.

1.1 método de potencial natural

El método de potencial natural es un método de detección de corrosión de barras de acero ampliamente utilizado en la actualidad. Tomando el hormigón armado como electrodo, se juzga la corrosión de la barra de acero midiendo el potencial equivalente de los Electrodos de acero y los Electrodos de referencia.

Las ventajas del método de potencial natural son que el equipo es simple y fácil de operar. La desventaja es que solo se puede determinar cualitativamente la posibilidad de corrosión de las barras de acero, y no se puede medir cuantitativamente la proporción de corrosión de las barras de acero; Este método no se puede utilizar para probar cuando la superficie del hormigón está cubierta por un aislador o no se puede infiltrar con agua.

1.2 método de resistencia AC

El método de resistencia de ca es aplicar una pequeña señal de ca a los componentes de hormigón para juzgar la naturaleza del sistema de electrodos de hormigón midiendo y comparando la relación entre la amplitud y la fase de la señal de entrada y salida. No solo puede determinar los diversos parámetros electroquímicos del electrodo, sino también determinar los pasos de control reflejados electroquímicos. A través de la evolución del espectro de resistencia de CA con el tiempo, también se puede estudiar la Ley de cambio del proceso del electrodo. La desventaja de este método es que el tiempo de medición es más largo y los instrumentos y equipos son relativamente caros. se necesitan señales de ca de baja frecuencia para el sistema de corrosión de baja velocidad, y la medición también tiene ciertas dificultades. El método de análisis es complejo, y el espectro de resistencia medido está relacionado con el tamaño geométrico del componente y no es adecuado para pruebas in situ.

1.3 Método de polarización lineal

El método de polarización lineal se basa en la relación lineal entre el sobrepotencial muy pequeño ( < 10 mv) y la corriente de polarización. Al aplicar una pequeña corriente eléctrica al área de medición, se mide el cambio de potencial causado por esta corriente. la relación entre la cantidad de cambio de potencial y la corriente se llama resistencia a la polarización, y la resistencia a la polarización es inversamente proporcional a la corriente de corrosión. Por lo tanto, la determinación de la resistencia a la polarización puede obtener la corriente de polarización, que se puede convertir en la pérdida de la barra de acero de acuerdo con la Ley de faraday. Este método es conveniente y rápido de medir y tiene una alta precisión de prueba. La desventaja es que el coeficiente de cálculo de los componentes in situ no es fácil de determinar con precisión; La medición de polarización lineal se basa en un rango de medición conocido. debido a que la señal de entrada se propagará lateralmente durante la medición, es difícil definir con precisión el tamaño del rango de medición. Los requisitos de precisión del instrumento son muy altos.

1.4 método de resistencia superficial del hormigón

Cuando se produce la corrosión de la barra de acero, se produce la migración de electrones, por lo que se produce una diferencia en la distribución de electrones en la superficie del hormigón, y la posibilidad de corrosión de la barra de acero se juzga midiendo la distribución de la resistencia eléctrica en la superficie del hormigón. Este método se ve afectado por el contenido de agua y la composición química de la superficie del hormigón.

2. método físico

El Estado de corrosión de las barras de acero se refleja principalmente mediante la determinación de cambios en las características físicas relacionadas con la corrosión de las barras de acero, como la resistencia, el electromagnetismo, la conducción de calor y la propagación acústica. Los métodos comunes son el método de barra de resistencia, el método de detección de vórtice, el método de rayos, el método de detección de emisiones acústicas, etc. La ventaja de este método es que es fácil de operar y menos afectado por el medio ambiente. La desventaja es que es vulnerable a la interferencia de otros factores de daño en el hormigón; Además, es más difícil establecer una relación correspondiente entre los indicadores de determinación física y la cantidad de corrosión de las barras de acero. En la actualidad, el método físico se encuentra principalmente en la etapa de investigación teórica y no se ha utilizado para la detección in situ.

3. ventajas de la detección de potencial natural de media Batería

Las barras de acero ubicadas en un entorno iónico pueden considerarse como un electrodo. después de la reacción de corrosión, el potencial eléctrico de los Electrodos de barras de acero cambia, y el tamaño del potencial eléctrico refleja directamente la corrosión de las barras de acero. * La batería está compuesta por un cátodo y un ánodo, y el electrodo de acero solo tiene la mitad de las características de la batería, por lo que se llama semibatería. La colocación de un electrodo de referencia con un potencial eléctrico constante (electrodo de sulfato de cobre o electrodo de cloruro de plata) en la superficie del hormigón y la formación de un cuerpo de batería con el electrodo de acero permiten obtener la distribución del potencial del electrodo de acero determinando la diferencia relativa de potencial eléctrico entre el electrodo de acero y El electrodo de referencia. Resumiendo las leyes estadísticas de la distribución del potencial y la corrosión de las barras de acero, se puede determinar la corrosión de las barras de acero a través de los resultados de la medición del potencial.

Este método es fácil de operar, rápido en la prueba, fácil de medir continuamente y rastrear durante mucho tiempo, y se aplica ampliamente en varios países, y también es un método de prueba comúnmente utilizado en china.

4. aplicación del método de potencial natural de media Batería

De acuerdo con el método de determinación electroquímica (método de potencial natural) en las "normas técnicas para la detección de estructuras arquitectónicas" GB / t50344 - 2004, el equipo de detección de corrosión de barras de acero "sw - 3d detector de corrosión de barras de acero" desarrollado por Beijing Shengshi Weiye utiliza el principio de electrodos polarizados para medir el potencial superficial del hormigón a través de electrodos de referencia de cobre / sulfato de cobre, y utiliza el método general de potencial natural para determinar el grado de corrosión de barras de acero;

El producto tiene una interfaz de prueba gráfica, la medición es intuitiva y conveniente; Contar automáticamente los resultados de la medición para ayudar a los usuarios a determinar y otras características. Los indicadores técnicos son comparables a los de instrumentos similares en el extranjero: el rango de medición es de ± 1000mv y la resolución es de 1mv.

Sus principales características de rendimiento son las siguientes:

1. fácil de operar y los resultados de las pruebas se muestran digitales o gráficos;

2. la lectura del punto de medición es rápida y estable, y la variación de la lectura potencial no supera los 2 mv;

3. el grado de corrosión de las barras de acero se divide en 9 niveles de escala de grises o visualización de color;

4. dibuja un mapa de isolíneas potenciales, y la diferencia de isolíneas se puede establecer (50 MV a 100 mv);

5. un potente software de análisis y procesamiento profesional puede generar automáticamente el primer borrador del informe de prueba.