钢筋锈蚀采用钢筋在新拌砂浆或硬化砂浆中阳级电位曲线来表示。

(1)新拌砂浆法

1)仪器设备

①恒电位仪：专用的钢筋锈蚀测量仪，或恒电位/恒电流仪，或恒电流仪，或恒电位仪（输出电流范围不小于0~2000μA，可连续变化0~2V，精度≤1%）；

②甘汞电极；

③定时钟：

④电线：铜芯塑料线；

⑤绝缘涂料（石蜡：松香=9：1）：

⑥试模：40mm×100mm×150mm塑料有底活动模。

2)试验步骤

①制作钢筋电极

将Ⅰ级建筑钢筋加工制成直径7mm，长度为100mm，表面粗糙度Ra的最大允许值为1.6μm的试件，用汽油、乙醇、丙酮依次浸擦除去油脂，并在一端焊上长130～150mm的导线，再用乙醇仔细擦去焊油，钢筋两端浸涂热熔石蜡松香绝缘涂料，使钢筋中间暴露长度为80mm，计算其表面积。经过处理后的钢筋放入干燥器内备用，每组试件三根。

②制作试件

将拌制好的砂浆浇入试模中，先浇一半（厚20mm左右）。将两根处理好并经检查无锈痕的钢筋电极平行放在砂浆表面，间距40mm，拉出导线，然后灌满砂浆抹平，并轻敲几下侧板，使其密实。

③连接试验仪器

按图1所示连接试验装置，以一根钢筋作为阳极接仪器的“研究”与“术号”接线孔，另一根钢筋为阴极（即辅助电极）接仪器的“辅助”接线孔，再将甘汞电极的下端与钢筋阳极的正中位置对准，与新鲜砂浆表面接触，并垂直于砂浆表面。甘汞电极的导线接仪器的“参比”接线孔。

在一些新型钢筋锈蚀测量仪或恒电位/恒电流仪上，电极输入导线通常为集束导线，只需按规定将三个夹子分别接阳极钢筋、阴极钢筋和甘汞电极即可。

④测试

a．未通外加电流前，先读出阳极钢筋的自然电位V（即钢筋阳极与甘汞电极之间的电位差值）。

b．接通外加电流，并按电流密度50×10-2A/m²（即50μA/cm²）调整μA表至需要值。同时，开始计算时间，依次按2min、4min、6min、8min、10min、15min、20min、25min、30min、60min，分别记录阳极极化电位值。

3)试验结果处理

①以三个试验电极测量结果的平均值，作为钢筋阳极极化电位的测定值，以时间为横坐标，阳极极化电位为纵坐标，绘制电位一时间曲线（图2）。

图1 新鲜砂浆极化电位测试装置图

1-钢筋锈蚀测量仪或恒电位/恒电流仪；2-硬塑料模；3-甘汞电极；4-新拌砂浆，5-钢筋阴极；6-钢筋阳极

图2 恒电流、电位-时间曲线分析图

②根据电位-时间曲线判断样品对钢筋锈蚀的影响。

a．电极通电后，阳极钢筋电位迅速向正方向上升，并在1~5min内达到析氧电位值，经30min测试，电位值无明显降低，如图2中的曲线①，则属钝化曲线。表明阳极钢筋表面钝化膜完好无损，所测样品对钢筋是无害的。

b．通电后，阳极钢筋电位先向正方向上升，随着又逐渐下降，如图2中的曲线②，说明钢筋表面钝化膜已部分受损。而图2中的曲线③属活化曲线，说明钢筋表面钝化膜破坏严重。这两种情况均表明钢筋钝化膜已遭破坏。但这时对样品对钢筋锈蚀的影响仍不能作出明确的判断，还必须再作硬化砂浆阳极极化电位的测量，以进一步判别样品对钢筋有无锈蚀危害。

c．通电后，阳极钢筋电位随时间的变化有时会出现图2中曲线①和②之间的中间态情况，即电位先向正方上升至较正电位值（例如≥+600mV），持续一段稳定时间，然后渐呈下降趋势，如电位值迅速下降，则属第②项情况。如电位值缓降，且变化不多，则试验和记录电位的时间再延长30min，继续35min、40min、45min、50min、55min、60min，分别记录阳极极化电位值，如果电位曲线保持稳定不再下降，可认为钢筋表面尚能保持完好钝化膜，所测样品对钢筋是无害的；如果电位曲线持续下降，可认为钢筋表面钝化膜已破损而转变为活化状态，对于这种情况，还必须再做硬化砂浆阳极极化电位的测量，以进一步判别样品对钢筋有无锈蚀危害。

(2)硬化砂浆法

1)仪器设备

①恒电位仪

专用的钢筋锈蚀测量仪，或恒电位/恒电流仪，或恒电流仪，或恒电位仪（输出电流范围不小于0~2000μA，可连续变化0~2V，精度≤1%）；

②不锈钢片电极；

③甘汞电极（232型或222型）；

④定时钟；

⑤电线：铜芯塑料线（型号RV1×16/0. 15mm）；

⑥绝缘涂料（石蜡：松香=9：1）：

⑦试模：长95 mm，宽和高均为30mm的棱柱体，模板两端中心带有固定钢筋的凹孔，其直径为7. 5mm，深2～3mm，半通孔。试模用8mm厚硬聚氯乙烯塑料板制成。

2)试验步骤

①制备埋有钢筋的砂浆电极

a．制备钢筋

采用Ⅰ级建筑钢筋经加工成直径7mm，长度100mm，表面粗糙度Ra的最大允许值为1.6μm的试件，使用汽油、乙醇、丙酮依次浸擦除去油脂，经检查无锈痕后放入干燥器中备用，每组三根。

b．成型砂浆电极

将钢筋插入试模两端的预留凹孔中，位于正中。将制备好的砂浆灌入预先安放好钢筋的试模内，置检验水泥强度用的振动台上振5～10s，然后抹平。

c．砂浆电极的养护及处理

试件成型后盖上玻璃板，移入标准养护室养护，24h后脱模，用水泥净浆将外露的钢筋两头覆盖，继续标准养护2d。取出试件，除去端部的封闭净浆，仔细擦净外露钢筋头的锈斑。在钢筋的一端焊上长130~150mm的导线，用乙醇擦去焊油，并在试件两端浸涂热石蜡松香绝缘，使试件中间暴露长度为80mm，如图3所示。

图3 钢筋砂浆电极

1-导线；2和5-石蜡；3-砂浆；4-钢筋

②测试

a．将处理好的硬化砂浆电极置于饱和氢氧化钙溶液中，浸泡数小时，直至浸透试件，其表征为监测硬化砂浆电极在饱和氢氧化钙溶液中的自然电位至电位稳定且接近新拌砂浆中的自然电位，由于存在欧姆电压降可能会使两者之间有一个电位差。试验时应注意不同品种的试件不得放置在同一容器内浸泡，以防互相干扰。

b．把一个浸泡后的砂浆电极移入盛有饱和氢氧化钙溶液的玻璃缸内，使电极浸入溶液的深度为8cm，以它作为阳极，以不锈钢片作为阴极（即辅助电极），以甘汞电极作参比。按图4的要求连接好试验线路。

c．未通外加电流前，先读出阳极（埋有钢筋的砂浆电极）的自然电位V。

d．接通外加电流，并按电流密度50×10-2A/m2（即50μA/cm2）调整μA表至需要值。同时，开始汁算时间，依次按2min、4min、6min、8min、10min、15min、20min、25min、30min，分别记录埋有钢筋的砂浆电极阳极极化电位值。

图4 硬化砂浆极化电位测试装置图

1-钢筋锈蚀测量仪或恒电位/恒电流仪；2-烧杯，1000mL；3-有机玻璃盖；

4-不锈钢片（阴极）；5-甘汞电极；6-硬化砂浆电极（阳极）；7-饱和氢氧化钙溶液

3)试验结果处理

①取一组三个埋有钢筋的硬化砂浆电极极化电位的测量结果的平均值作为测量值，以阳极极化电位为纵坐标，时间为横坐标，绘制阳极极化电位-时间曲线。

②根据电位-时间曲线判断样品对钢筋锈蚀的影响。

a．电极通电后，阳极钢筋电位迅速向正方向上升，并在1~5min内达到析氧电位值，经3min测试，电位值无明显降低，如图2中的曲线①，则属钝化曲线。表明阳极钢筋表面钝化膜完好无损，所测样品对钢筋是无害的。

b．通电后，阳极钢筋电位先向正方向上升，随着又逐渐下降，如图2中的曲线②，说明钢筋表面钝化膜已部分受损。而图2中的曲线③活化曲线，说明钢筋表面钝化膜破坏严重。这两种情况均表明钢筋钝化膜已遭破坏，所测样品对钢筋是有锈蚀危害的。