Méthodes de détection et applications techniques de la rouille armée dans le béton Explorer

I. mécanisme de rouille armé

La rouille des barres d'armature dans le béton armé est principalement le résultat de réactions électrochimiques. Après la coulée du béton, la réaction d'hydratation du ciment crée un environnement alcalin fort dans lequel l'armature subit une réaction d'oxydation (également appelée réaction de passivation), créant ainsi une couche dense d'oxyde, communément appelée film de passivation, sur la surface extérieure de l'armature. Le film de passivation complet est capable d'isoler les barres et l'environnement extérieur, empêchant la rouille des barres.

Lorsque le béton est endommagé par des forces extérieures ou que l'attaque chimique provoque la disparition locale du film de passivation, les armatures qui perdent leur protection se rouillent progressivement dans un environnement contenant de l'oxygène et de l'eau. Il existe principalement plusieurs facteurs communs:

1, chlorure

Après la pénétration du chlorure à la surface de l'armature, l'acidification locale de C1 - fait chuter le pH de la surface de l'armature, entraînant la destruction du film de passivation.

2, environnement acide

Lorsque le béton est dans un environnement acide, la pénétration ionique modifie progressivement l'environnement pH autour de la barre d'armature, lorsque le pH est inférieur à 10, le film de passivation est détruit rapidement et la rouille se produit.

3, carbonisation

Le reflet de la carbonisation du béton est la diffusion du dioxyde de carbone dans le gaz ambiant à l'intérieur du béton, ce qui crée un environnement acide lorsque le béton contient de l'humidité, ce qui crée la possibilité que la rouille se produise.

4, le stress

Les éléments généraux en béton sont tous utilisés pour résister à l'action de la pression, de la traction, de la force de cisaillement et d'autres forces. Lorsque l'action de la contrainte provoque des fissures sur la surface de l'armature, cela entraînera la destruction du film de passivation, et il n'y a pas d'environnement alcalin fort autour de l'armature à partir du nouveau film de passivation, l'armature perd sa protection et accélère la rouille de l'armature.

II. Technologie de détection de rouille renforcée

Les méthodes de détection de la rouille des barres d'armature ont été étudiées à la maison et à l'étranger depuis longtemps, il existe actuellement principalement les suivantes:

1, méthode électrochimique

La méthode électrochimique est basée sur les caractéristiques électrochimiques de la rouille des barres d'armature, par une certaine méthode de détection pour déterminer les paramètres électriques, résumer les lois correspondantes dans différentes situations de rouille, afin de déterminer le degré ou la vitesse de rouille des barres d'armature. Actuellement, les méthodes de cette classe sont principalement la méthode du potentiel naturel, la méthode de l'impédance alternative, la méthode de polarisation linéaire, la méthode de la résistivité de surface du béton, la méthode de la quantité électrique constante, la méthode du bruit électrochimique, etc.

1.1 Méthode du potentiel naturel

La Méthode potentiométrique naturelle est une méthode de détection de la rouille des barres d'armature largement appliquée maintenant. Prenez le béton armé comme électrode, jugez la rouille de l'armature en mesurant le potentiel électrique considérable de l'électrode d'armature et de l'électrode de référence.

L'avantage de la Méthode potentiométrique naturelle est que l'appareil est simple et facile à utiliser. L'inconvénient est que seule la détermination qualitative du degré probable de rouille des barres d'armature ne peut pas mesurer quantitativement la proportion de rouille des barres d'armature; Cette méthode ne peut pas être testée lorsque la surface du béton est recouverte d'isolant ou ne peut pas être infiltrée avec de l'eau.

1.2 méthode d'impédance alternative

La méthode d'impédance alternative est l'application d'un petit signal alternatif à un élément en béton pour juger de la nature du système d'électrodes en béton en mesurant et en comparant les relations entre l'amplitude et la phase des signaux d'entrée et de sortie. Il permet de déterminer non seulement les différents paramètres électrochimiques de l'électrode de sortie, mais également les étapes de contrôle de la réflexion électrochimique. La loi de variation du processus d'électrode peut également être étudiée par l'évolution du spectre d'impédance alternative au cours du temps. L'inconvénient de la méthode est que le temps de mesure est plus long, l'équipement d'instrumentation est également plus coûteux, le système de rouille à faible vitesse nécessite un signal alternatif à basse fréquence, la mesure a également certaines difficultés; Les méthodes d'analyse sont complexes et les spectres d'impédance mesurés sont liés aux dimensions géométriques des éléments et ne conviennent pas aux essais sur le terrain.

1.3 méthode de polarisation linéaire

La méthode de polarisation linéaire repose sur la théorie selon laquelle les surpotentiels de très petite heure (< 10 MV) sont linéairement liés au courant de polarisation. La variation de potentiel induite par ce courant est mesurée en appliquant un petit courant à la zone de mesure, le rapport de la quantité de variation de potentiel au courant étant appelé résistance de polarisation inversement proportionnelle au courant de rouille. Ainsi, la détermination de la résistance de polarisation peut obtenir le courant de polarisation, selon la loi de Faraday peut convertir le courant de polarisation en la quantité de perte de l'armature. La méthode est facile et rapide à mesurer, avec une grande précision de test. Inconvénients: les coefficients calculés des éléments de terrain ne sont pas faciles à déterminer avec précision; La mesure de polarisation linéaire est fondée sur une plage de mesure connue, dont la taille est difficile à définir avec précision en raison de la diffusion latérale du signal d'entrée au moment de la mesure; Les exigences de précision de l'instrument sont élevées.

1.4 méthode de résistivité de surface du béton

Lorsque la rouille de l'armature se produit, il se produit une migration des électrons, de sorte que la différence de distribution des électrons se produit sur la surface du béton, la probabilité de rouille de l'armature est jugée en mesurant la distribution de résistivité de la surface du béton. Cette méthode est influencée par la teneur en humidité et la composition chimique de la surface du béton.

2 - droit physique

Il s'agit principalement de refléter l'état de rouille des barres d'armature en déterminant les variations des caractéristiques physiques telles que la résistance électrique, l'électromagnétisme, la conduction thermique, la propagation des ondes sonores, etc., associées à la rouille des barres d'armature. Les méthodes couramment utilisées sont la méthode du barreau résistif, la méthode de détection des courants de Foucault, la méthode des rayons, la méthode de détection des émissions acoustiques, etc. L'avantage de ce type de méthode est qu'il est facile à utiliser et moins influencé par l'environnement. L'inconvénient est d'être facilement perturbé par d'autres facteurs de dommage dans le béton; En outre, il est difficile d'établir une correspondance entre les indicateurs de détermination physique et la quantité de rouille des barres d'armature. Les méthodes physiques sont actuellement principalement au stade de la recherche théorique et ne sont pas utilisées pour la détection sur le terrain.

Iii. Avantages de la détection potentiométrique naturelle de la demi - batterie

L'armature située dans l'environnement ionique peut être considérée comme une électrode, après la réaction de rouille, le potentiel de l'électrode de l'armature change, la taille du potentiel reflète directement la rouille de l'armature. *, la batterie est constituée d'une cathode et d'une anode, l'électrode renforcée n'a que la moitié des caractéristiques de la batterie, d'où le nom de demi - batterie. Placer une électrode de référence à potentiel constant sur la surface du béton (électrode de sulfate de cuivre ou électrode de chlorure d'argent) et l'électrode d'armature constituent un corps de batterie permet d'obtenir une répartition du potentiel de l'électrode d'armature en déterminant la différence de potentiel relative entre l'électrode d'armature et l'électrode de référence. Résumé de la distribution du potentiel et de la loi statistique entre la rouille des barres d'armature, vous pouvez déterminer la rouille des barres d'armature par les résultats de la mesure du potentiel.

La méthode est facile à utiliser, rapide à tester, facile à mesurer en continu et à suivre pendant une longue période, est largement utilisée dans tous les pays et est également actuellement utilisée dans le pays par plusieurs méthodes de test.

Application de la Méthode potentiométrique naturelle des demi - batteries

Conformément à la méthode de détermination électrochimique (Méthode potentiométrique naturelle) dans GB / t50344 - 2004, norme technique de détection de structure de bâtiment, l'équipement de détection de rouille en acier développé par Shengshi Weiye à Beijing "SW - 3D" utilise le principe de l'électrode polarisée pour mesurer le potentiel de surface du béton à l'aide d'une électrode de référence en cuivre / sulfate de cuivre, en utilisant la méthode universelle du potentiel naturel pour déterminer le degré de rouille en acier;

Le produit a une interface de test graphique, la mesure est intuitive et pratique; Les statistiques automatiques des résultats de mesure aident les utilisateurs à déterminer des caractéristiques telles que. Les indicateurs techniques sont comparables à ceux des instruments similaires étrangers: plage de mesure ± 1000mv, résolution 1mv.

Ses principales caractéristiques de performance sont les suivantes:

1. Opération facile, les résultats d'essai sont affichés numériquement ou graphiquement;

2. La lecture de point de mesure est rapide et stable, le changement de lecture de potentiel ne dépasse pas 2mv;

3. Degré de rouille des barres d'armature en 9 niveaux de gris ou affichage de couleur;

4. Dessinez le diagramme d'isoligne de potentiel, la différence d'isoligne peut être réglée (50mv ~ 100mv);

5. Puissant logiciel de traitement d'analyse professionnel qui peut générer automatiquement un premier projet de rapport de détection.