Métodos de detecção e aplicação técnica de corrosão de reforço no concreto

I. Mecanismo de corrosão de reforço

A corrosão do aço no concreto armado é principalmente o resultado de reações eletroquímicas. Após o vertimento de concreto, a reação de hidratação do cimento produz um ambiente alcalino forte, o reforço de aço terá uma reação oxidativa neste ambiente (também conhecida como reação de passivação), gerando assim uma camada densa de oxidação na superfície externa do reforço de aço, muitas vezes chamada de película de passivação. A membrana de passivação completa isola o reforço do ambiente externo e evita a corrosão do reforço.

Quando o concreto é danificado por forças externas ou a erosão química faz com que a membrana passiva desapareça parcialmente, o aço que perde a proteção corroe gradualmente em ambientes com oxigênio e água. Existem principalmente os seguintes fatores comuns:

1 - Cloretos

Depois que o cloreto penetra na superfície do reforço, a acidificação local do C1-diminui o valor de pH da superfície do reforço, levando à destruição da membrana de passivação.

2 Ambiente ácido

Quando o concreto está em um ambiente ácido, o efeito da penetração de íons muda gradualmente o ambiente de pH ao redor do reforço, quando o pH é inferior a 10, a membrana de passivação é danificada e a corrosão ocorre.

3 - Carbonização

A carbonização do concreto reflete a difusão do dióxido de carbono no gás ambiental para o interior do concreto, gerando um ambiente ácido quando o concreto contém água, causando a possibilidade de corrosão.

4 - Estresse

Componentes de concreto gerais são usados ​​para suportar a pressão, força de tração, força de corte e outros efeitos. Quando o efeito de estresse faz com que a superfície do reforço se rache, isso levará à destruição da película de passivação, e o reforço ao redor do ambiente alcalino forte da nova película de passivação, o reforço perde a proteção e acelera a corrosão do reforço.

Tecnologia de detecção de corrosão de reforço

Há muito tempo, o país e o estrangeiro têm estudado métodos de detecção de corrosão de reforço, atualmente existem principalmente os seguintes tipos:

1. Direito eletroquímico

O método eletroquímico é baseado nas propriedades eletroquímicas da corrosão do reforço, através de certos métodos de teste para medir os parâmetros elétricos, resumindo as leis correspondentes em diferentes situações de corrosão, determinando assim o grau ou a velocidade da corrosão do reforço. Atualmente, este tipo de método é principalmente o método de potencial natural, o método de impedância de corrente alterna, o método de polarização linear, o método de resistência da superfície do concreto, o método de quantidade constante, o método de ruído eletroquímico, etc.

1.1 Lei do potencial natural

O método de potencial natural é um método de detecção de corrosão de reforço amplamente aplicado agora. Usando o concreto armado como eletrodo, avalie a corrosão do aço medindo o potencial considerável do eletrodo armado e do eletrodo de referência.

A vantagem do método de potencial natural é que o equipamento é simples e fácil de operar. A desvantagem é que só pode determinar qualitativamente o grau possível de corrosão do reforço, não pode medir quantitativamente a proporção de corrosão do reforço; Este método não pode ser testado quando a superfície do concreto tem cobertura isolante ou não é permeável por água.

1.2 Impedência de comunicação

O método de impedância AC é a aplicação de um pequeno sinal AC a um componente de concreto para julgar as propriedades do sistema de eletrodos de concreto medindo e comparando a relação entre a amplitude e a fase do sinal de entrada e saída. Ele não só pode determinar vários parâmetros eletroquímicos do eletrodo, mas também pode determinar as etapas de controle da reflexão eletroquímica. A evolução do espectro de impedância AC ao longo do tempo também pode estudar as leis de mudança do processo do eletrodo. A desvantagem deste método é que o tempo de medição é mais longo, o equipamento do instrumento também é mais caro, o sistema de corrosão de baixa velocidade precisa de sinais de baixa frequência, a medição também tem certas dificuldades; Os métodos de análise são complexos e o espectro de impedância medido está relacionado com a geometria do componente e não é adequado para testes de campo.

1.3 Polarização linear

O método de polarização linear baseia-se em uma relação linear entre o superpotencial e a corrente de polarização quando o superpotencial é muito pequeno (<10mV). Medindo a mudança de potencial causada pela aplicação de uma pequena corrente na área de medição, a proporção entre a variação de potencial e a corrente é chamada resistência de polarização e a resistência de polarização é inversamente proporcional à corrente de corrosão. Assim, a determinação da resistência polarizada pode obter a corrente polarizada, de acordo com a lei de Faraday, a corrente polarizada pode ser convertida em quantidade de perda de reforço de aço. Este método de medição é fácil e rápido, com alta precisão de teste. A desvantagem é que os coeficientes de cálculo dos componentes de campo não são fáceis de medir com precisão; A medição de polarização linear é baseada em um intervalo de medição conhecido, devido à difusão lateral do sinal de entrada durante a medição, é difícil definir com precisão o tamanho do intervalo de medição; A precisão do instrumento é exigente.

1.4 Método de resistência da superfície do concreto

Quando a corrosão do reforço ocorre, a migração de eletrões é gerada, o que provoca diferenças na distribuição de eletrões na superfície do concreto, medindo a distribuição da resistência na superfície do concreto para determinar a probabilidade de corrosão do reforço. Este método é afetado pelo teor de umidade e composição química da superfície do concreto.

2. Direito Físico

É principalmente através da medição da resistência, eletromagnética, condução térmica, propagação de ondas sonoras e outras propriedades físicas relacionadas com a corrosão do reforço para refletir o estado de corrosão do reforço. Os métodos comuns são o método de barra de resistência, o método de detecção de turbulença, o método de raios, o método de detecção de emissão sonora, etc. A vantagem deste tipo de método é a facilidade de operação e menor impacto ambiental. A desvantagem é a vulnerabilidade a outros danos no concreto; Além disso, é mais difícil estabelecer a correspondência entre os indicadores de medição física e a quantidade de corrosão do reforço. O direito físico está atualmente principalmente em fase de estudo teórico e não é usado em testes de campo.

Vantagens da Detecção de Potencial Natural de Semi-Bateria

A armadura localizada no ambiente iônico pode ser considerada como um eletrodo, após a reação de corrosão ocorrer, o potencial do eletrodo de armadura muda e o tamanho do potencial reflete diretamente a corrosão da armadura. * A bateria é composta de um cátodo e um ánodo, e o eletrodo de aço armado tem apenas metade das características da bateria, por isso é chamado de semi-bateria. Colocar um eletrodo de referência constante de potencial na superfície do concreto (eletrodo de sulfato de cobre ou eletrodo de cloreto de prata), e o eletrodo de aço reforçado constitui um corpo de bateria, pode obter a distribuição de potencial do eletrodo de aço reforçado através da medição da diferença de potencial relativa entre o eletrodo de aço e o eletrodo de referência. Resumindo as leis estatísticas entre a distribuição de potencial e a corrosão do reforço, é possível determinar a corrosão do reforço através dos resultados da medição de potencial.

O método é simples de operar, a velocidade de teste é rápida, facilita a medição contínua e o acompanhamento de longo tempo, é aplicado em todos os países e é o método de teste mais utilizado no país.

Aplicação do Método de Potencial Natural de Semi-Bateria

De acordo com o método de medição eletroquímica (método de potencial natural) no padrão técnico de inspeção de estruturas de edifícios GB / T50344-2004, o equipamento de deteção de corrosão de reforço "SW-3D Detector de corrosão de reforço" desenvolvido por Beijing Shengshi Weiye, adota o princípio do eletrodo de polarização para medir o potencial da superfície do concreto através de eletrodos de referência de cobre / sulfato de cobre, usando o método de potencial natural comum para determinar o grau de corrosão de reforço;

Este produto tem uma interface gráfica de teste, medição intuitiva e conveniente; Estatísticas automáticas dos resultados de medição para ajudar os usuários a identificar características. Os indicadores técnicos são equivalentes a instrumentos semelhantes no exterior: faixa de medição ± 1000mv, resolução 1mV.

As principais características de desempenho são as seguintes:

Fácil de operar, os resultados do teste são exibidos em formato digital ou gráfico;

As leituras de ponto de medição são rápidas e estáveis, e a variação da leitura de potencial não excede 2mv;

3. grau de corrosão de reforço em 9 níveis de escala de cinza ou exibição de cores;

4. desenhe um gráfico de linha de equivalencia de potencial, a diferença de linha de equivalencia pode ser definida (50mv ~ 100mv);

Software de processamento analítico profissional poderoso que pode gerar automaticamente um esboço inicial do relatório de teste.