混凝土作為全1球用量最1大的建筑材料，支撐著港口碼頭、跨海橋梁、高速公路等各類基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行。然而，在鹽害環(huán)境中，氯離子侵蝕引發(fā)的結(jié)構(gòu)劣化問題，始終是制約混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命、威脅工程安全的核心痛點(diǎn)。日本Photoscience研發(fā)的SCl System混凝土檢測裝置，憑借近紅外光譜技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，打破傳統(tǒng)檢測局限，成為鹽害環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性監(jiān)測的核心利器，為工程運(yùn)維提供了精準(zhǔn)、高效的技術(shù)支撐。
一、鹽害侵蝕：混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的“隱形殺手"
鹽害環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕是一個復(fù)雜且不可逆的物理化學(xué)過程，其危害貫穿結(jié)構(gòu)全生命周期。氯離子作為主要侵蝕介質(zhì)，來源廣泛且傳輸路徑隱蔽，既包括海洋環(huán)境中海水的直接滲透、沿海地區(qū)鹽霧的長期附著，也涵蓋寒冷地區(qū)道路除冰鹽的使用、鹽堿地土壤及地下水的侵蝕，甚至混凝土原材料自身攜帶的氯鹽也可能成為內(nèi)源性侵蝕源。
氯離子對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞主要體現(xiàn)在兩大維度：一方面，氯離子會與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，破壞混凝土內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致密實(shí)度下降、抗?jié)B性降低，形成“侵蝕-劣化"的惡性循環(huán)，使混凝土表面出現(xiàn)起砂、剝落等現(xiàn)象；另一方面，當(dāng)氯離子在鋼筋表面積累至臨界濃度時，會破壞鋼筋表面的鈍化保護(hù)膜，引發(fā)電化學(xué)腐蝕。鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積約為本體的2-4倍，會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生巨大膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)縱向裂縫、保護(hù)層剝落，最終削弱鋼筋承載力，嚴(yán)重時可能引發(fā)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)坍塌。數(shù)據(jù)顯示，鹽害環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命往往僅為設(shè)計(jì)年限的50%-70%，給工程運(yùn)維帶來巨額經(jīng)濟(jì)損失。
在此背景下，精準(zhǔn)、快速檢測混凝土中氯離子濃度，成為評估結(jié)構(gòu)耐久性、預(yù)警腐蝕風(fēng)險的關(guān)鍵前提。而傳統(tǒng)化學(xué)分析法（如JCI/JIS方法）需現(xiàn)場取樣后送實(shí)驗(yàn)室分析，流程繁瑣且耗時長達(dá)一周，無法滿足現(xiàn)場快速檢測、大規(guī)模排查的實(shí)際需求，亟需高效的現(xiàn)場檢測設(shè)備填1補(bǔ)技術(shù)空白。
二、技術(shù)革新：SCl System的核心優(yōu)勢與性能支撐
SCl System以近紅外光譜技術(shù)為核心，針對性解決鹽害環(huán)境下氯離子檢測的痛點(diǎn)，憑借“現(xiàn)場化、高精度、便攜化"的技術(shù)特性，構(gòu)建起差異化競爭優(yōu)勢，其性能優(yōu)勢源于對檢測需求的深度適配。
（一）近紅外光譜技術(shù)：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測突破
該裝置摒棄傳統(tǒng)化學(xué)分析的復(fù)雜流程，采用近紅外光譜法，通過分析混凝土樣品在1350-2500nm波長范圍內(nèi)的光譜特征，快速反演氯離子濃度。其中，2150-2350nm光譜段專門用于氯離子特征識別，1350-1550nm光譜段輔助校準(zhǔn)檢測精度，通過主成分分析實(shí)現(xiàn)氯離子濃度的精準(zhǔn)測算。相較于傳統(tǒng)方法一周的檢測周期，SCl System數(shù)分鐘內(nèi)即可獲得檢測結(jié)果，且無需破壞結(jié)構(gòu)本體（僅需微量取樣或表面檢測），大幅提升檢測效率與結(jié)構(gòu)完整性保護(hù)。
（二）便攜化設(shè)計(jì)：適配復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境
鹽害環(huán)境下的檢測場景多為戶外無電源區(qū)域，如跨海大橋橋墩、沿海海堤等。SCl System采用一體化集成設(shè)計(jì)，設(shè)備尺寸僅為450(H)×160(W)×360(D)mm，重量約14kg，搭配專用便攜式電源，可脫離AC100V市電持續(xù)工作，完1美適配野外、高空等復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。檢測過程中，從設(shè)備控制到數(shù)據(jù)處理均通過迷你筆記本電腦完成，操作便捷且數(shù)據(jù)可實(shí)時存儲、導(dǎo)出，為現(xiàn)場決策提供即時支撐。
其光纖單元設(shè)計(jì)進(jìn)一步強(qiáng)化了現(xiàn)場適用性：探頭側(cè)外徑僅6.3mm，配備不銹鋼軟管保護(hù)，可深入混凝土鉆孔內(nèi)部檢測；光纖長度達(dá)2m，數(shù)值孔徑0.2，能靈活調(diào)整與樣品表面的距離，避免檢測死角，同時保護(hù)光纖端面不受磨損，適配不同結(jié)構(gòu)的檢測需求。
（三）高精度性能：保障數(shù)據(jù)可靠性
檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定耐久性評估的科學(xué)性。SCl System采用祖爾尼特納型高亮度光譜儀（亮度F/3.2），搭配2級電子冷卻型InGaAs線性圖像傳感器，分辨率達(dá)7nm，波長精度控制在1nm以內(nèi)，可獲得分離度極1佳的光譜數(shù)據(jù)，有效規(guī)避混凝土中其他成分對檢測結(jié)果的干擾。高亮度鹵素?zé)簦ㄉ珳?000K）提供穩(wěn)定連續(xù)光源，確保在不同光照環(huán)境下檢測精度一致，檢測結(jié)果可精準(zhǔn)匹配實(shí)驗(yàn)室分析標(biāo)準(zhǔn)，為結(jié)構(gòu)評估提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。
三、場景賦能：為多領(lǐng)域工程耐久性監(jiān)測保駕護(hù)航
基于核心技術(shù)優(yōu)勢，SCl System廣泛適配鹽害環(huán)境下各類混凝土結(jié)構(gòu)的檢測需求，在多個工程領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，成為連接檢測數(shù)據(jù)與運(yùn)維決策的重要橋梁。
（一）海洋及沿海工程：筑牢防腐蝕第1道防線
港口碼頭、跨海大橋、海堤等設(shè)施長期受海水浸泡、鹽霧侵蝕，氯離子滲透速率快、侵蝕程度深。SCl System可對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位（如橋墩底部、碼頭面板）進(jìn)行常態(tài)化檢測，快速定位高濃度氯離子區(qū)域，評估鋼筋腐蝕風(fēng)險等級。通過跟蹤不同周期的檢測數(shù)據(jù)，分析氯離子滲透趨勢，為陰極保護(hù)、混凝土修補(bǔ)等防護(hù)措施的實(shí)施提供精準(zhǔn)依據(jù)，延長海洋工程使用壽命。
（二）道路與交通工程：破解除冰鹽侵蝕難題
寒冷地區(qū)高速公路橋梁、城市高架橋冬季頻繁使用除冰鹽，氯離子隨雨雪水滲透至混凝土內(nèi)部，形成局部高濃度區(qū)域。傳統(tǒng)檢測方法難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？焖倥挪?，而SCl System可高效完成整座橋梁、隧道襯砌的氯離子濃度掃描，精準(zhǔn)識別匝道、橋面接縫等易積累區(qū)域，為養(yǎng)護(hù)部門制定針對性除冰鹽使用方案、局部修復(fù)計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐，避免道路結(jié)構(gòu)因腐蝕提前報廢。
（三）工業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施：強(qiáng)化特殊環(huán)境管控
化工廠房、鹽化工設(shè)施、污水處理廠等場所，生產(chǎn)環(huán)境或處理介質(zhì)含高濃度鹽分，混凝土結(jié)構(gòu)侵蝕風(fēng)險極1高。SCl System可用于新建工程的施工質(zhì)量管控，抽檢原材料及成型混凝土的氯離子含量，確保符合GB/T50082-2024等標(biāo)準(zhǔn)要求；同時對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行定期監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)侵蝕隱患，避免因結(jié)構(gòu)劣化影響生產(chǎn)安全。
（四）老舊建筑改造：優(yōu)化修復(fù)決策效率
大量服役超數(shù)十年的老舊混凝土建筑，已進(jìn)入耐久性劣化高發(fā)期。在改造修復(fù)前，需快速評估氯離子污染程度，確定修復(fù)范圍。SCl System可現(xiàn)場完成全結(jié)構(gòu)檢測，無需等待實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，大幅縮短改造前期調(diào)研周期，同時精準(zhǔn)劃分輕度、中度、重度侵蝕區(qū)域，避免過度維修或修復(fù)不足，降低改造成本。
四、行業(yè)價值：推動混凝土耐久性監(jiān)測體系升級
SCl System的推廣應(yīng)用，不僅為鹽害環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)檢測提供了高效工具，更推動行業(yè)監(jiān)測理念與技術(shù)體系的升級。從檢測模式來看，其實(shí)現(xiàn)了從“實(shí)驗(yàn)室滯后檢測"向“現(xiàn)場實(shí)時檢測"的轉(zhuǎn)變，契合現(xiàn)代工程運(yùn)維“精準(zhǔn)化、高效化"的需求，尤其適用于大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施的耐久性排查與長期監(jiān)測。
從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)適配來看，該裝置的檢測精度與數(shù)據(jù)可靠性可滿足DBJ50/T 251-2017《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T50082-2024《混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》等規(guī)范要求，為檢測工作提供合規(guī)性支撐。同時，其近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用，也為混凝土耐久性檢測的數(shù)字化、智能化發(fā)展提供了新思路，為后續(xù)結(jié)合大數(shù)據(jù)分析、AI預(yù)測結(jié)構(gòu)劣化趨勢奠定基礎(chǔ)。
在工程全生命周期成本控制層面，SCl System通過提前預(yù)警腐蝕風(fēng)險、優(yōu)化維護(hù)決策，可大幅降低結(jié)構(gòu)維修加固費(fèi)用與停產(chǎn)損失，實(shí)現(xiàn)“早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)、降成本、延壽命"的運(yùn)維目標(biāo)，對保障基礎(chǔ)設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行、提升工程建設(shè)效益具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
五、結(jié)語
鹽害環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性保護(hù)，是工程領(lǐng)域長期面臨的挑戰(zhàn)。SCl System憑借近紅外光譜技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，以現(xiàn)場快速檢測、高精度數(shù)據(jù)、便攜化設(shè)計(jì)的核心優(yōu)勢，打破傳統(tǒng)檢測瓶頸，成為守護(hù)鹽害環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)安全的“利器"。無論是新建工程的質(zhì)量管控、既有結(jié)構(gòu)的常態(tài)化監(jiān)測，還是老舊建筑的改造修復(fù)，該裝置都能提供科學(xué)、高效的檢測解決方案，為基礎(chǔ)設(shè)施耐久性提升注入技術(shù)動力。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維需求的不斷增長，SCl System這類精準(zhǔn)檢測設(shè)備將在工程安全保障中發(fā)揮愈發(fā)重要的作用，推動行業(yè)向更高效、更精準(zhǔn)、更可持續(xù)的方向發(fā)展。
