В настоящее время железобетон является одним из самых распространенных видов материала для строительства. Так как в большей части он находится под влиянием атмосферных факторов, то возникает процесс коррозии как самого бетона, так и его стальной арматуры. Для того чтобы уменьшить риск внезапного отказа железобетонных конструкций, требуется своевременная диагностика с последующим принятием мер по предотвращению дальнейшего их разрушения.
Существует ряд основных методов оценки коррозионного состояния: визуальный, индуктивный, ультразвуковой, механический и электрохимический метод, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В данной статье будет рассмотрена оценка скорости коррозии методом гальваностатического импульса, относящегося к электрохимическому способу оценки электрокоррозии, широко распространенному за рубежом.
Метод гальваностатического импульса является неразрушающим способом оценки коррозионного состояния арматуры железобетонных сооружений.
Определение состояния арматуры происходит с помощью измерения потенциала стальной арматуры и потенциала электрода сравнения (Рис.1), размещенного на бетонной поверхности.
Рисунок 1 – Диагностическое оборудование
Оборудование для диагностики (Рис.2) включает в себя портативный компьютер со востренным монитором и генератором частот, а также два электрода. Первый электрод имеет электрический контакт непосредственно с металлической арматурой, второй соединяется с поверхностью бетонной конструкции.
Для обеспечения лучшего контакта электрода с пористым бетоном используют губку, смоченную токопроводящим раствором. Измерение проводят по сетке, то есть опора разбивается на малые области для последующей диагностики. Чтобы обеспечить прямое электрическое соединение электрода с арматурой, применяют обжим или сваривание металлического стержня для последующего подключения диагностического оборудования. В случае невозможности прямого доступа к арматуре допускается бурение бетона.
Рисунок 2 – Подключение диагностического оборудования
Принцип работы: прибор индуцирует в арматуру короткие импульсы анодного тока, который протекает между электродами, время подачи импульсов составляет до 10 секунд, а ток от 5 до 400мкА. После считывания текущих показаний (омическое сопротивление, сопротивление после поляризации постоянным током, величина тока), производится оценка коррозионного состояния с помощью уравнения (1) Stern Geary. При этом необходимо знать диаметр и длину арматуры железобетона. Используя расчетные данные, по таблице 1 проводится определение скорости коррозии арматуры.
Скорость коррозии Vk оценивается следующим уравнением
(1)
где I ‒ ток коррозии, мкА;
A ‒ измеряемая площадь, см2.
Таблица 1 – Скорость коррозии
|
Расчетная величина |
Скорость коррозии |
|
< 0.5 µA/cm2 |
Незначительная |
|
0.5 – 5 µA/cm2 |
Медленная |
|
5 – 15 µA/cm2 |
Средняя |
|
> 15 µA/cm2 |
Высокая |
По вычисленным данным производится построение карты токов, которые можно наблюдать в реальном времени на мониторе диагностического оборудования. Чем больше плотность тока, тем выше скорость возникновения коррозии. Высокая плотность обозначена красным цветом, низкая плотность тока, соответственно, зеленым цветом. На диаграммах ниже (Рис. 3) изображены результаты диагностики железобетонной арматуры за 6 лет.
Рисунок 3 –Диаграмма скорости электрокоррозии
Для более детального исследования результатов измерений имеется возможность экспортировать данные на персональный компьютер с последующим построением 2D и 3D диаграмм потенциалов, сопротивлений и скорости коррозии.
Проанализировав данный метод оценки коррозионного состояния железобетонных конструкций, можно выделить его преимущества и недостатки.
К основным преимуществам можно отнести то, что данный метод использует неразрушающий способ оценки состояний арматуры, возможность диагностики при разной пористости поверхности бетона, точное определение участка, имеющего высокую скорость коррозии. Также стоит отметить малые габариты и простоту в использование диагностического оборудования.
К недостаткам этого метода относится малая площадь диагностируемого пятна ввиду конструктивных особенностей оборудования, что не позволяет мгновенно оценить состояние конструкции. Невозможность или затрудненность оценки труднодоступных мест железобетонных конструкций состоит, в том, что для диагностики нижней части опоры необходима будет ее откопка, что приводит к дополнительным трудозатратам.
Библиографический список
- Ральф Бэслер и Андреас Буркерт, Федеральный институт исследований и испытаний материалов (BAM), D-12200 Берлин / Германия BB 85-CD Международный симпозиум по неразрушающему контролю в гражданском строительстве (NDT-CE) Берлин, 16-19 сентября 2003 г.
- Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию коррозионных карт «CorroMap». 2012. С. 22
- http://www.pcte.com.au/corromap-half-cell-potential-corrosion-rate-and-resistance-mapping
- http://germann.org/products-by-application/half-cell-potential/galvapulse
- http://www.innopave.com/en/products/ndt/lab_advtest_detail.asp?ProductID=155
Количество просмотров публикации: Please wait