水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题，也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。结合工程结构安全检测实践，介绍了运用半电池电位法对水工混凝土中钢筋锈蚀进行检测的原理、方法、评价准则及应用效果，并对提高混凝土中钢筋锈蚀检测的可靠性进行了探讨。
关键词：钢筋混凝土结构半电池电位法钢筋锈蚀评价准则可靠性
1钢筋锈蚀对结构的影响
水工混凝土中钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要问题，也是水工建筑物安全鉴定过程中经常遇到的问题。多年来，许多水利工程由于耐久性不良引起的工程损坏事例不断发生，由此带来的工程损失和处理费用也迅速增加，相应的经济损失已不可忽视。在水工建筑物安全鉴定过程中，常遇到大坝、水闸、渡槽、桥梁等钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀引起的混凝土膨胀开裂，混凝土保护层脱落的现象很多，使得结构承载力下降，有些危及安全，必须引起高度重视。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在三方面。其一，钢筋锈蚀直接使钢筋截面减小，从而使钢筋的承载力下降，极限延伸率减少；其二，钢筋锈蚀产生的体积比锈蚀前的体积大得多（一般可达2～3倍），体积膨胀压力使钢筋外围混凝土产生拉应力，发生顺筋开裂，使结构耐久性降低；其三，钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降。因此，钢筋锈蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响，由此带来的维修与加固费用也是相当昂贵的。为此，结合水工建筑物安全检测实践，开展了水工混凝土中钢筋锈蚀检测技术及应用研究，目的是为水工建筑物的安全评价提供科学的依据。
2检测原理及方法
2.1检测原理
关于混凝土中钢筋锈蚀状态的无损检测，目前，国内外只能进行定性测量，常用的方法是半电池电位法。钢筋在混凝土中锈蚀是一种电化学过程。此时，在钢筋表面形成阳极区和阴极区。在这些具有不同电位的区域之间，混凝土的内部将产生电流。钢筋和混凝土的电学活性可以看作是半个弱电池组，钢的作用是一个电极，而混凝土是电解质，这就是半电池电位检测法的名称来由。
一、钢筋锈蚀机理
钢筋混凝土中钢筋发生锈蚀主要是电化学反应的结果。混凝土浇注后，水泥的水化反应产生强碱环境，钢筋会在该环境中发生氧化反应（又称钝化反应），从而在钢筋的外表面产生一层致密的氧化层，就是常说的钝化膜。完整的钝化膜能够将钢筋和外部环境隔离开来，阻止钢筋的锈蚀。
当混凝土受外力破坏或化学侵蚀造成钝化膜局部消失时，失去保护的钢筋在具有氧气和水的环境中就会逐渐发生锈蚀。主要有以下几种常见的因素：
1、氯化物
氯化物渗透到钢筋表面后，C1-的局部酸化作用使钢筋表面PH值下降，导致钝化膜的破坏。
2、酸性环境
混凝土处于酸性环境中时，离子渗透作用会逐渐改变钢筋周围的PH环境，当PH值低于10的时候，钝化膜被加速破坏，锈蚀发生。
3、碳化
混凝土碳化反映是环境气体中的二氧化碳向混凝土内部扩散，当混凝土中含有水分时，产生酸性环境，造成锈蚀发生的可能。
4、应力
一般混凝土构件都是用来承受压力、拉力、剪切力等力的作用。当应力作用使钢筋表面发生裂纹，就会导致钝化膜的破坏，而且钢筋周围没有从新产生钝化膜的强碱环境时，钢筋失去保护，会加速钢筋的锈蚀。
二、钢筋锈蚀检测技术
长期以来，国内外一直都在研究钢筋锈蚀检测的方法，目前主要有以下几种：
1、电化学法
电化学法是根据钢筋锈蚀的电化学特性，通过一定的检测方法来测定电参数，总结不同锈蚀情况下相应的规律，从而确定钢筋的锈蚀程度或速度。目前该类方法主要有自然电位法、交流阻抗法、线性极化法、混凝土表面电阻率法、恒电量法、电化学噪声法等。
1.1自然电位法
自然电位法是现在应用最广泛的钢筋锈蚀检测方法。把钢筋混凝土作为电极，通过测量钢筋电极和参考电极的相当电势来判断钢筋的锈蚀情况。
自然电位法的优点是设备简单、操作方便。缺点是只能定性的判定钢筋锈蚀的可能程度，不能定量测量钢筋锈蚀比例；在混凝土表面有绝缘体覆盖或不能用水浸润的情况下不能使用该种方法进行测试。
1.2交流阻抗法
交流阻抗法是对混凝土构件施加一个小的交流信号，通过测量和对比输入与输出信号振幅及相位之间的关系来判断混凝土电极体系的性质。它不仅可以确定出电极的各种电化学参数，而且可以确定出电化学反映的控制步骤。通过交流阻抗谱随时间的演变也可以研究电极过程的变化规律。该方法的缺点是，测量时间较长，仪器设备也比较昂贵，对低速率锈蚀体系需要低频交流信号，测量也有一定的困难；分析方法复杂，测量的阻抗谱与构件的几何尺寸有关，不适合现场测试。
1.3线性极化法
线性极化法以过电位很小时（