中图分类号：TU528.36  文献标识码：B

0引言

混凝土结构的使用耐久度对混凝土工程的安全性和重要性不言而喻。据不完全统计，我国海港码头工程每10~20年就需要进行一次大修，浪溅区部位的劣化尤为明显^[1]。海港工程混凝土结构常年处于干湿交替频繁，氯离子和硫酸盐含量高的环境中，钢筋表面钝化膜易被破坏发生锈蚀后产生顺筋破坏，有效受力截面明显减小，塑性性能严重下降，显著降低混凝土结构的承载能力。海港工程混凝土结构须按期进行钢筋锈蚀状况检测，以判断结构劣化程度并评估使用耐久性，为工程的安全使用和维修加固提供科学依据。

半电池电位法是目前最常用于现场检测钢筋锈蚀状况的电化学方法之一，而海港工程混凝土结构钢筋保护层厚度设计值往往大于50mm，实践中发现会对该法检测结果产生较大影响。本文旨在研究半电池电位法在海港工程检测中受钢筋混凝土保护层厚度影响程度。

1检测原理

半电池是相对于完整全电池系统而言，钢筋和混凝土组成半个弱电池组，铜极和饱和硫酸铜溶液组成另外半个弱电池组。锈蚀部位钢筋失去电子，与得到电子的未锈蚀部位形成电位差，形成钢筋的自腐蚀电位。铜极、饱和硫酸铜溶液的电势值由于较为稳定，常用作参比电极。通过钢筋锈蚀仪中内置的电表，以润湿后的混凝土作为电解质，可测出钢筋自腐蚀电位在钢筋保护层表面的半电池电位，实际为相对于参比电极的电位差。^[2~3]

根据电位差的分布区间，可根据表1判定钢筋锈蚀的概率。

表1 区域发生钢筋锈蚀概率^[4]

2试验方法

制作不同钢筋预埋深度的混凝土试块，采用半电池电位法测出其表面的钢筋锈蚀电位值，分析混凝土钢筋保护层厚度大小对钢筋锈蚀电位的影响。

混凝土试块长×宽均为450 mm×300 mm，长度方向预埋1根φ20 mm螺纹带肋锈蚀钢筋，宽度方向预埋2根同规格未锈蚀钢筋，三者点焊连接以确保两者之间有完好的电连续性。

锈蚀钢筋的预埋深度分别为30 mm、50 mm、70 mm。

试验前，每隔半小时采用混有洗涤剂的洁净水润湿混凝土试块表面，使锈蚀钢筋与混凝土表面形成完整的电离子活动路径。测点采用10mm×5mm布置，夹头夹持部位保持相同。

3试验结果

试验结果如表3.1所示。

表3.1试块同位置测点钢筋锈蚀电位（mV）

注：1、，“X”、“Y”分别为试块宽度、长度方向距离，单位为mm；2、根据混凝土试块尺寸，结果精确至1 mV以便于分析。

4结果分析

数据结果表明，70 mm与50 mm深度下的锈蚀电位存在（2 ~ 28）mV电位差，50 mm与30 mm深度下的锈蚀电位存在（32 ~ 63）mV电位差，电位差急剧增大，表明保护层厚度大于50 mm时，现场实测锈蚀电位值与真实值将会存在（30 ~ 60）mV电位差，对检测结果判定产生严重影响，由此建议对半电池电位法的检测结果进行保护层厚度修正。

5结语

当钢筋保护层实际值大于50mm时，半电池电位法检测结果与真实值存在较大偏差，这在海港工程中会普遍存在。后续可通过加大试验样本数量，确定锈蚀电位-钢筋保护层厚度修正曲线，为海港工程混凝土钢筋锈蚀状况检测提供更科学的依据。

参考文献

[1]中国工程院土木水利建筑学部.土建结构工程的安全性与耐久性—现状、问题与对策[C].2003,8.

[2]朱雅仙.用半电池电位评估钢筋混凝土构件中钢筋腐蚀状态[J].水利水运工程学报，2003，（4）：41-44.

[3]满志强.半电池电位法在水工混凝土钢筋锈蚀检测中的应用[J].广西水利水电，2014，（6）：92-96.

[4]JTS 239-2015，水运工程混凝土结构实体检测技术规程[S].