Патент на изобретение №2342647

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОРРОЗИОННОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных сооружений без их откопки. Сущность: определяют стационарный потенциал арматуры относительно электрода сравнения. Затем арматуру поляризуют постоянным током. Определяют омическую и поляризационную составляющие потенциала “арматура – грунт”. Рассчитывают омическое и поляризационное сопротивление подземной части железобетонного сооружения во время поляризации и после отключения источника постоянного тока во время деполяризации арматуры. Оценку коррозионного состояния бетона производят по среднему значению омического сопротивления, арматуры – по среднему значению поляризационного сопротивления. Технический результат: повышение точности. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения коррозионного состояния подземной части железобетонных сооружений электрохимическим методом без их откопки.

Известен электрохимический метод, заключающийся в поляризации арматуры железобетонного сооружения калиброванным импульсом постоянного тока по цепи “арматура – земля – рельс” и регистрации спада потенциала “арматура – грунт” после отключения источника. Для исключения влияния наведенных потенциалов осуществляется положительная и отрицательная поляризация, а оценка коррозионного состояния арматуры железобетонного сооружения производится по значению суммарного потенциала, равного сумме потенциала “арматура – грунт”, измеренного в заданный момент времени t после отключения источника отрицательной поляризации, и потенциала “арматура – грунт”, измеренного в заданный момент времени t после отключения источника положительной поляризации. (Вайнштейн А.Л., Павлов А.В. Коррозионные повреждения опор контактной сети. М., 1988. 111 с.)

Недостатком данного метода является низкая достоверность, т.к. при измерении потенциала “арматура – грунт” в заданный момент времени t после отключения источника поляризации невозможно выделить омическую и поляризационную составляющие этого потенциала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является метод анодной поляризации, согласно которому арматуру железобетонного сооружения поляризуют постоянным током и одновременно отслеживают изменение поляризационной составляющей потенциала “арматура – грунт”, оценку коррозионного состояния арматуры железобетонного сооружения производят по времени достижения поляризационной составляющей порогового значения, соответствующего реакции выделения кислорода. (Вайнштейн А.Л., Павлов А.В. Коррозионные повреждения опор контактной сети. М., 1988. 111 с.)

Недостатком данного метода является невозможность разделения омической и поляризационной составляющих потенциала “арматура – грунт”, информативных относительно коррозионного состояния как бетона, так и арматуры железобетонного сооружения.

Цель изобретения – повышение точности диагностики железобетонных конструкций электрохимическим методом путем определения коррозионного состояния бетона и коррозионного состояния арматуры.

Для достижения поставленной цели в предлагаемом способе определения коррозионного состояния подземной части железобетонных сооружений, содержащем поляризацию арматуры железобетонного сооружения постоянным током и одновременное отслеживание изменений поляризационной составляющей потенциала арматуры, предварительно измеряют стационарный потенциал арматуры относительно электрода сравнения, во время поляризации определяют омическую и поляризационную составляющие потенциала арматуры и ток в цепи “арматура – грунт” в переходном режиме, выключают источник поляризующего тока, повторяют процесс измерений во время деполяризации арматуры, рассчитывают омическое и поляризационное сопротивления подземной части железобетонного сооружения при поляризации и деполяризации, оценку коррозионного состояния бетона производят по среднему значению омического сопротивления, арматуры – по среднему значению поляризационного сопротивления.

На фиг.1 представлена функциональная схема установки, реализующей измерения по данному способу, на фиг.2 – диаграмма процесса поляризации и деполяризации арматуры.

Установка содержит блок управления 1, запоминающий осциллограф 2, электрод сравнения 3, коммутатор тока поляризации 4, источник постоянного тока 5, вспомогательный заземлитель 6, безындукционный шунт 7.

Установка работает следующим образом.

После нажатия кнопки “Пуск” на блоке управления 1 запускается двухлучевой запоминающий осциллограф 2, который работает в ждущем режиме с открытым входом. В течение 5 секунд осциллограф фиксирует стационарный потенциал U_ст арматуры 8 железобетонного сооружения 9 относительно медно-сульфатного электрода сравнения 3.

Затем в момент времени t₀ к арматуре 8 железобетонного сооружения 9 через коммутатор поляризующего тока 4 подключается источник постоянного тока 5. Арматура 8 поляризуется в течение 20 секунд током по цепи “источник постоянного тока 5 – вспомогательный заземлитель 6 – земля – арматура 8 железобетонного сооружения 9 – безындукционный шунт 7 – коммутатор 4 – источник постоянного тока 5”.

На арматуре железобетонного сооружения могут присутствовать наведенные потенциалы, поэтому для уменьшения влияния наведенных потенциалов на результаты измерений с помощью запоминающего осциллографа 2 снимаются осциллограммы изменения потенциала арматуры и поляризующего тока при включении источника и поляризации арматуры и при выключении источника и деполяризации арматуры (фиг.2).

По полученным осциллограммам определяется омическая и поляризационная составляющие потенциала железобетонного сооружения при поляризации (U_ом1, U_п1) и при деполяризации (U_ом2, U_п2), а также значения тока сразу после включения источника постоянного тока (I(t₀₊)) и перед его выключением (I(t_1-)).

Из полученных данных определяются:

1. Омическая составляющая сопротивления арматуры железобетонного сооружения при включении (R_ом1 и при выключении (R_ом2) источника постоянного тока, представляющая собой сопротивление бетона:

2. Среднее значение поляризующего тока:

3. Поляризационная составляющая сопротивления арматуры железобетонного сооружения при включении (R_п1) и при выключении (R_п2) источника постоянного тока, представляющая собой сопротивление границы раздела “арматура – бетон”:

Оценка коррозионного состояния бетона производится по среднему значению омического сопротивления

арматуры – по среднему значению поляризационного сопротивления:

В данном способе точность определения коррозионного состояния железобетонных сооружений повышается за счет определения коррозионного состояния бетона и коррозионного состояния арматуры путем выделения омической и поляризационной составляющей потенциала “арматура – грунт” и расчета омического и поляризационного сопротивления.

Формула изобретения

Способ определения коррозионного состояния подземной части железобетонных сооружений, содержащий поляризацию арматуры железобетонного сооружения постоянным током и одновременное отслеживание изменений поляризационной составляющей потенциала “арматура – грунт”, отличающийся тем, что предварительно измеряют стационарный потенциал арматуры относительно электрода сравнения, во время поляризации определяют омическую и поляризационную составляющие потенциала арматуры и ток в цепи “арматура – грунт” в переходном режиме, выключают источник поляризующего тока, повторяют процесс измерений во время деполяризации арматуры, рассчитывают омическое и поляризационное сопротивления подземной части железобетонного сооружения при поляризации и деполяризации, оценку коррозионного состояния бетона производят по среднему значению омического сопротивления, арматуры – по среднему значению поляризационного сопротивления.

РИСУНКИ