[发明专利]检测在役电杆混凝土碳化和氯离子渗透深度的仪器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在役输电线路钢筋混凝土电杆损伤评估和修复技术领域，尤其涉及一种检测在役电杆混凝土碳化和氯离子渗透深度的仪器和方法。

背景技术

在役电杆混凝土的碳化是一个物理和化学作用同时进行的过程，具体来说，空气中的二氧化碳通过混凝土表面毛细孔溶入孔溶液中形成碳酸，碳酸与硬化水泥浆体中的Ca(OH)₂等作用形成碳酸钙。电杆混凝土的碳化在一定程度上类似于混凝土脱水过程，碳化产物CaCO₃等堵塞水泥石孔隙，使水泥石密实度提高；但对于在役钢筋混凝土电杆来说，碳化过程使混凝土中的pH值降低，从而导致钢筋表面钝化膜失钝，诱发钢筋生锈。

氯离子同样是引起在役电杆钢筋锈蚀的重要原因之一，来自于骨料、外加剂等混凝土原料或沿海环境中的盐雾等。在潮湿的环境中，Cl^-作为一种极强的阳性活化剂，与Fe²⁺结合形成易溶的FeCl₂(即绿锈)，绿锈从钢筋阳极区向含氧量高的混凝土孔隙液中迁移，分解为Fe(OH)₂(即褐锈)，褐锈沉积于阳极区周围，同时放出H⁺和Cl^-，降低了混凝土的碱性，从而进一步促进铁的阳极氧化速度，促进了电化学腐蚀。氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发生，就会持续地进行下去，由此可见，其危害性是相当巨大的。

碳化和氯离子可以诱发钢筋锈蚀，而锈蚀的发生使钢筋断面受损，降低钢筋的力学性能，特别是处于高应力状态下的高强预应力钢筋，腐蚀敏感性更高，可能发生突然断裂。因此，及时检测钢筋混凝土电杆的碳化深度和氯离子渗透深度，对钢筋混凝土电杆的健康状态作出评价，为电力部门及时作出决策提供参考依据，对制定相应的技术方案和采取相应的修复措施具有重要意义，以便更好地保证电力系统的正常运行。

现阶段，钢筋混凝土电杆中混凝土的碳化深度和氯离子渗透深度检测，采用一般钢筋混凝土结构碳化深度和氯离子渗透深度检测的方法。

电杆混凝土碳化深度的检测方法为：测定时用冲击钻或钢钎打孔，测孔直径在15mm左右，以能清楚地分辨碳化深度为准，碳化深度小时孔径直径可以小一点，反之亦然。当混凝土碳化深度较大时，可以分段打孔，逐级测量以减小测量误差。孔打好后用洗耳球吹净孔内粉尘，向测孔内壁的边缘处喷射质量百分比为1%酚酞酒精溶液，约15min以后，再用深度测量工具测量已碳化混凝土（表面不变色）与未碳化混凝土（表面呈紫红色）交界面到混凝土表面的垂直距离多次，取其平均值，该距离即为该测孔混凝土的碳化深度。

电杆混凝土氯离子渗透深度的检测方法与碳化深度的检测方法相同，只是原理不同。混凝土中氯离子渗透深度的检测原理是，将0.1N硝酸银溶液喷洒到混凝土上，在含有氯离子的区域，氯离子与硝酸银反应生成白色的氯化银沉淀；在没有氯离子的区域，硝酸银和氢氧根离子反应生成氢氧化银并分解为氧化银，形成棕色的沉淀。白色和棕色两种颜色的反差形成一个分界线，从而可测出氯离子的渗透深度。

该方法虽然能测得电杆混凝土碳化深度和氯离子渗透深度，但需要在在役电杆上打直径为15cm的测孔，属于有损检测，影响电杆的继续服役能力；需要用测量工具（常用游标卡尺）伸进孔内测量颜色分界线到混凝土表面的垂直距离，操作上存在困难，且不易看清分界线造成读数误差；碳化深度有的时候只有几毫米甚至不到1毫米，用测量工具读数时误差较大。

目前，该方法主要应用于废弃电杆碳化深度和氯离子渗透深度的测量，若需要检测在役电杆的这两项指标，一般选取与待检测电杆同批次同服役环境同服役时间的废弃电杆进行检测，将检测结果作为待检测电杆的检测结果。一方面，寻找与待检测电杆同批次同服役环境同服役时间的废弃电杆，存在一定的困难；另一方面，实际工程中，往往选择近似满足条件的废弃电杆进行检测，将检测结果作为待检测电杆的检测结果，但每根电杆的实际服役损伤是不一样的，检测结果会存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种在役钢筋混凝土电杆碳化和氯离子渗透深度检测仪器和方法，该仪器具有结构简单、操作方便、检测迅速、测试精度高、实用性强等优点；该方法对在役电杆破坏很小，且立刻进行修补，对电杆的继续服役能力几乎无影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：