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鋼筋銹蝕狀況（半電池電位法）檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 04:45:18 更新時間：2025-08-17 04:45:18

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

鋼筋銹蝕狀況（半電池電位法）檢測：原理、儀器、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

鋼筋銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和安全性的關(guān)鍵問題之一，尤其在潮濕、鹽霧、凍融交替等惡劣環(huán)境條件下，鋼筋的腐蝕速率顯著加快，嚴(yán)重時可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力下降、開裂甚至倒塌。為及時發(fā)現(xiàn)和評估鋼筋銹蝕狀況，確保既有建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的安全運行，半電池電位法（Half-Cell Potential Method）已成為目前國際上應(yīng)用最廣泛、最具代表性的無損檢測技術(shù)之一。該方法通過測量混凝土表面鋼筋與參考電極之間的電位差，間接判斷鋼筋的銹蝕活性和銹蝕發(fā)展趨勢。其核心優(yōu)勢在于操作簡便、檢測速度快、無需破壞混凝土結(jié)構(gòu)，適用于大面積普查和長期監(jiān)測。該方法已被納入多項國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，成為結(jié)構(gòu)健康診斷、橋梁、隧道、港口、建筑等工程中不可或缺的技術(shù)手段。本文將系統(tǒng)介紹半電池電位法的檢測項目、關(guān)鍵檢測儀器、具體檢測方法以及相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)，為工程技術(shù)人員提供全面的技術(shù)參考。

檢測項目：鋼筋銹蝕狀態(tài)的定性與半定量評估

半電池電位法主要用于評估混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕可能性與銹蝕活性。具體檢測項目包括：

鋼筋銹蝕電位分布圖的繪制，識別高風(fēng)險區(qū)域；
判斷鋼筋是否處于鈍化狀態(tài)、活化狀態(tài)或已發(fā)生銹蝕；
評估銹蝕發(fā)展趨勢，為結(jié)構(gòu)維護決策提供依據(jù)；
結(jié)合環(huán)境條件（如氯離子含量、濕度等）進行綜合風(fēng)險評估。

該方法特別適用于對橋梁、隧道、海港碼頭、地下結(jié)構(gòu)等長期暴露在腐蝕環(huán)境中的混凝土構(gòu)件進行定期檢測與狀態(tài)評估。

檢測儀器：關(guān)鍵設(shè)備與選型建議

開展半電池電位法檢測需要配備以下核心儀器：

高阻抗數(shù)字電壓表：測量精度應(yīng)不低于±0.1 mV，輸入阻抗≥10^12 Ω，以確保測量結(jié)果不受干擾；
參比電極：常用為銅/硫酸銅（Cu/CuSO?）參比電極，穩(wěn)定性高、價格適中；也可使用銀/氯化銀（Ag/AgCl）電極，適用于特殊環(huán)境。電極需定期校準(zhǔn)并保持濕潤；
導(dǎo)電探針與連接線：用于將參比電極與混凝土表面接觸，要求導(dǎo)電性好、絕緣良好；
定位系統(tǒng)：可選GPS或激光測距儀，用于精確定位測點，便于繪制電位等值線圖；
數(shù)據(jù)采集與分析軟件：用于實時記錄電位值、繪制電位分布圖、生成銹蝕風(fēng)險等級報告。

檢測方法：標(biāo)準(zhǔn)化操作流程

為保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可比性，需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)流程執(zhí)行：

現(xiàn)場準(zhǔn)備：清理混凝土表面，去除浮塵、油污及疏松物，確保電極與混凝土良好接觸；若表面有涂層或保護層，應(yīng)局部去除。
測點布置：按網(wǎng)格布點，間距根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和檢測目的確定，一般為10 cm～50 cm。重點區(qū)域（如裂縫、滲水區(qū)）加密布點。
電極安裝：將參比電極置于混凝土表面，用去離子水潤濕電極，確保接觸良好。避免電極與鋼筋直接接觸。
電位測量：使用數(shù)字電壓表測量每個測點的電位值（相對于參比電極），記錄數(shù)據(jù)并保存。每個測點測量3次取平均值。
數(shù)據(jù)處理：將測點電位值輸入分析軟件，生成電位等值線圖；根據(jù)電位值判斷銹蝕風(fēng)險等級。

檢測標(biāo)準(zhǔn)：國內(nèi)外主要技術(shù)規(guī)范

目前，半電池電位法已在全球范圍內(nèi)被納入多個權(quán)威檢測標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：

中國標(biāo)準(zhǔn)：
- 《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50476-2019）
- 《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）
- 《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50784-2013）
美國標(biāo)準(zhǔn)：
- ASTM C876-15《Standard Test Method for Determining Electromotive Force (EMF) of Reinforcing Steel in Concrete》
歐洲標(biāo)準(zhǔn)：
- fib Bulletin 45: "Guidelines for the assessment of the durability of concrete structures"

根據(jù)ASTM C876-15，電位值的評估標(biāo)準(zhǔn)如下：

電位＞ -200 mV：低銹蝕風(fēng)險，鋼筋處于鈍化狀態(tài)；
-200 mV 至 -350 mV：中等銹蝕風(fēng)險，需關(guān)注；
＜ -350 mV：高銹蝕風(fēng)險，鋼筋可能已活化，應(yīng)進行進一步檢測與處理。

需注意，電位值受混凝土濕度、溫度、氯離子濃度、碳化程度等因素影響，應(yīng)結(jié)合其他檢測手段（如氯離子含量檢測、碳化深度檢測、電阻率測試）進行綜合判斷。

結(jié)語

半電池電位法作為評估鋼筋銹蝕狀況的核心無損檢測技術(shù)，具有操作簡便、結(jié)果直觀、成本低廉等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于各類混凝土結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測與壽命評估。然而，其結(jié)果解讀需結(jié)合結(jié)構(gòu)環(huán)境、材料性能和其他檢測數(shù)據(jù)，避免誤判。工程技術(shù)人員應(yīng)熟練掌握檢測儀器的使用、標(biāo)準(zhǔn)化操作流程與判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提升檢測精度與可靠性，為保障基礎(chǔ)設(shè)施安全運行提供科學(xué)依據(jù)。