Содержание хлоридов в бетоне напрямую ускоряет коррозию арматурной стали, разрушая защитные оксидные слои и вызывая локальное образование ржавчины. Концентрация хлоридов, превышающая 0,4% по массе цемента, запускает коррозию арматуры, снижая прочность конструкции и приводя к значительной потере сечения стали. Выявление и количественное определение хлоридов имеет важное значение для обеспечения срока службы инфраструктуры.
содержание хлоридов в бетоне
*
Механизмы хлоридной коррозии
Ионы хлорида проникают в бетон посредством диффузии, капиллярного поглощения и конвекции. Воздействие внешних факторов, трещины или деградация покрытия ускоряют проникновение хлоридов. Градиенты концентрации способствуют миграции хлоридов. Микротрещины, возникающие от механических нагрузок, изменяют пути переноса и повышают риск коррозии.
Накопление хлоридов на границе раздела сталь-бетон способствует локальной депассивации. Пассивная оксидная пленка разрушается, что позволяет начать коррозию. Пороговое содержание хлоридов для начала коррозии зависит от pH и проницаемости бетона. Исследования показывают, что коррозия начинается при концентрации хлоридов всего 0,2–0,4% по массе цемента при высокой проницаемости.
Недавние исследования с использованием бимодальной нейтронной и рентгеновской микротомографии выявили образование микроструктурной ржавчины и потерю сцепления стали с бетоном.
Снижение проницаемости замедляет перенос хлоридов и продлевает срок службы арматуры. Рентгенофлуоресцентный металлоанализатор для бетона, включая Lonnmeter, обеспечивает неразрушающий элементный анализ хлора, позволяя быстро выявлять участки, подверженные риску коррозии арматурной стали в бетоне.
Коррозия стали в бетоне, вызванная хлоридами
*
Решения для армирования, устойчивые к коррозии
Легирование арматуры хромом (Cr) и редкоземельными элементами (RE) значительно снижает коррозию арматурной стали в бетоне при воздействии хлоридов. Исследования арматуры HRB400 показывают, что содержание Cr выше 0,5% и добавление редкоземельных элементов преобразуют MnS в включения RE–Al–O–S, окруженные оболочками MnS, замедляя локальное закисление и минимизируя распространение коррозии в виде «закупоренных ячеек». В результате снижается плотность коррозионного тока и улучшается стабильность пассивной пленки, измеримая даже при концентрации хлоридов выше 0,6% по весу цемента, что представляет собой снижение скорости коррозии на 30–50% по сравнению с обычной арматурой в идентичных условиях (Nature Communications, 2026).
Практическое применение включает легирование скандием или церием, что обеспечивает заметное повышение механической прочности и долговечности инфраструктуры в условиях морской среды и применения противогололедных солей. Ограничения по стоимости и поставкам возобновляемых источников энергии влияют на проникновение на рынок, но снижают потребность в ремонте в течение всего жизненного цикла.
Все больше исследований подтверждают, что сочетание стальных волокон с арматурой снижает образование трещин и скорость коррозии, особенно при повышенном содержании хлоридов в бетоне. Гибридная арматура увеличивает время до начала образования трещин и улучшает сохранение несущей способности после воздействия окружающей среды (MDPI, 2025).
Выбор арматуры основывается на анализе риска коррозии, вызванной хлоридами, и жизненном цикле проекта, чтобы избежать существенного разрушения конструкции. Анализ содержания хлора в бетоне с помощью рентгенофлуоресцентного анализатора металлов, такого как прибор Lonnmeter, позволяет проводить неразрушающий контроль арматуры бетона для точного определения эффективности растворенных веществ и волокон, обеспечивая предотвращение коррозии в железобетоне и максимально увеличивая срок его службы.
Анализ содержания хлора и анализ содержания легких элементов в бетоне.
Количественное определение содержания хлора и легких элементов имеет решающее значение для предотвращения коррозии железобетона. Содержание хлорид-ионов выше 0,2–0,4% по весу цемента вызывает потерю пассивации и быструю коррозию арматурной стали, ускоряя разрушение конструкции и увеличивая затраты на техническое обслуживание. Методы аналитического определения подразделяются на разрушающие.
Разрушающие методы обеспечивают высокую точность, но требуют отбора керна и трудоемкого лабораторного анализа, что приводит к перебоям в работе и необратимой потере образцов. Неразрушающий контроль, использующий рентгенофлуоресцентный анализ (XRF) для обнаружения коррозии или полевой рентгенофлуоресцентный анализатор металлов для бетона, позволяет быстро проводить анализ хлора и легких элементов на месте без разрушения образца. Рентгенофлуоресцентный анализатор Lonnmeter измеряет содержание Mg, Al, Si, S, K, Ca и Cl в твердом бетоне, обеспечивая пределы обнаружения Cl менее 50 ppm. Результаты помогают в выборе коррозионностойкой арматуры и отслеживании эффективности ингибиторов коррозии для стальной арматуры. Передовые методы работы с использованием XRF позволяют максимально повысить долговечность железобетона за счет раннего обнаружения коррозии, вызванной хлоридами, в бетонных конструкциях, что направляет целенаправленные мероприятия и распределение ресурсов.
Расширенное обнаружение&Методы количественного определения содержания хлоридов
В лабораторных условиях используются объемное титрование, ионоселективные электроды и потенциометрические методы, обеспечивающие высокую чувствительность к содержанию хлоридов в бетоне и арматурной стали. Эти методы сопряжены с риском повреждения образцов, трудоемкостью и ограниченным пространственным картированием в условиях in situ. Микроэлектродные зонды позволяют проводить локальное обнаружение, но испытывают трудности с количественным определением следовых количеств хлоридов и легких элементов.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы металлов, особенно Lonnmeter, обеспечивают неразрушающий, быстрый многоэлементный анализ образцов бетона и арматуры. Lonnmeter с высокой чувствительностью обнаруживает хлор и легкие элементы (Mg, Al, Si, S, K, Ca) на уровне частей на миллион, что дает важную информацию для коррозионностойкой арматуры и оценки рисков. Его надежное программное обеспечение позволяет выявлять коррозию, вызванную следовыми количествами хлоридов в бетонных конструкциях, что имеет решающее значение для предотвращения коррозии железобетона.
Интеграция инновационных методов визуализации, таких как рентгенофлуоресцентный анализ (XRF), многомодальная томография и усовершенствованное элементное картирование, позволяет выявлять как общее содержание хлоридов, так и микроструктурные очаги коррозии. В совокупности эти методы позволяют оценивать эффективность ингибиторов коррозии стальной арматуры и повышать долговечность железобетона.
Продвижение рентгенофлуоресцентного анализатора Lonnmeter для определения содержания хлоридов.
Рентгенофлуоресцентные анализаторы Lonnmeter обеспечивают быстрый и неразрушающий анализ содержания хлора, что крайне важно для оценки содержания хлоридов в бетоне. Их высокая чувствительность позволяет обнаруживать хлор и легкие элементы (Mg, Al, Si, S, K, Ca) на уровнях всего 0,35–1% Cl, что облегчает точное количественное определение следовых количеств хлоридов, определяющих риск коррозии и долговечность железобетонных конструкций.
Портативная конструкция позволяет проводить анализ на месте, предоставляя инженерам возможность в режиме реального времени определять элементный состав образцов бетона или арматуры и оперативно выявлять зоны, подверженные коррозии, вызванной хлоридами, в бетонных конструкциях. Надежные программные интерфейсы оптимизируют рабочие процессы, отображая результаты многоэлементного анализа для быстрого принятия проектных решений по выбору коррозионностойкой арматуры.
Технология рентгенофлуоресцентного анализа Lonnmeter позволяет избежать использования радиоактивных источников, требует минимальной подготовки образцов и обеспечивает многоэлементное обнаружение, необходимое для комплексных стратегий предотвращения коррозии. Запрос коммерческого предложения позволяет подобрать индивидуальную конфигурацию анализатора, получить поддержку в обучении и технические консультации, оптимизируя неразрушающий контроль арматуры бетона для обеспечения долговечности железобетона и эффективных ингибиторов коррозии стальной арматуры.
Часто задаваемые вопросы (ЧЗВ)
В чём важность измерения содержания хлоридов в бетоне?
Точное количественное определение содержания хлоридов в бетоне имеет решающее значение для оценки риска коррозии арматурной стали и прогнозирования срока службы. Коррозия, вызванная хлоридами, является причиной примерно 40% всех разрушений железобетонных конструкций в мире. Лабораторные данные показывают, что коррозия начинается, когда концентрация хлоридов превышает 0,4% по весу цемента. Анализ проникновения хлоридов позволяет проводить целенаправленное техническое обслуживание и снижать затраты.
Каким образом ионы хлора вызывают коррозию стальной арматуры?
Ионы хлорида проникают в бетон, достигая пассивного оксидного слоя стали. Это нарушает пассивацию стали и инициирует локальную точечную коррозию. В результате образуется ржавчина, уменьшается диаметр стальных элементов, появляются трещины и отслаиваются детали.
Могут ли волокна, наряду с арматурой, повысить коррозионную стойкость бетона?
Исследования показывают, что комбинированное использование волокон и арматуры увеличивает время до начала коррозии до 40%, повышая долговечность железобетонных конструкций в долгосрочной перспективе.
Чем рентгенофлуоресцентный анализатор Lonnmeter идеально подходит для анализа бетона?
Рентгенофлуоресцентный анализатор металлов Lonnmeter обеспечивает быстрый, неразрушающий многоэлементный анализ твердых образцов. Он достигает предела обнаружения 10 ppm для хлора и количественно определяет легкие элементы (Mg, Al, Si, S, K, Ca), которые имеют решающее значение для выявления коррозии на ранних стадиях и оптимизации стратегий предотвращения коррозии.
Обладают ли современные упрочняющие материалы, такие как сплавы хрома и редкоземельных элементов, большей коррозионной стойкостью?
Модифицированные хромом и редкоземельными элементами арматурные стержни повышают коррозионную стойкость более чем на 50% по сравнению со стандартной сталью, особенно в соленой среде, что подтверждено лабораторными испытаниями.
Почему проницаемость бетона важна для предотвращения коррозии?
Сниженная проницаемость ограничивает миграцию хлоридов, поддерживая пассивацию стали и задерживая начало коррозии сверх типичного срока службы.
Чем технология рентгенофлуоресцентного анализа (XRF) отличается от традиционных химических анализов на содержание хлоридов?
Рентгенофлуоресцентный анализ (XRF) не требует растворения образцов или использования кислот, в отличие от жидкостной химии. Он является быстрым, проводится на месте и позволяет одновременно проводить многоэлементный анализ хлора, что полезно для неразрушающего контроля арматуры бетона.
Дата публикации: 13 февраля 2026 г.
