آزمایش هاف‌سل (Half‑Cell Potential) بتن — روش، شرح آزمون، مزایا، کاربردها و استانداردها
مقدمه — تعریف
آزمایش هاف‌سل یا اندازه‌گیری پتانسیل نیم‌سلولی یک روش غیرمخرب برای ارزیابی وضعیت خوردگی آرماتورها در بتن است. این آزمون با اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل بین فولاد مدفون در بتن و یک الکترود مرجع سطحی (نیم‌سلول) می‌تواند نواحی محتمل خوردگی را شناسایی کند.
هدف آزمون
شناسایی نواحی مستعد یا در حال خوردگی آرماتور در سازه بتنی
تعیین اولویت‌بندی برای نمونه‌برداری تکمیلی یا تعمیرات نگهداری
پایش وضعیت خوردگی در طول زمان (پایش دوره‌ای)
تجهیزات مورد نیاز
نیم‌سلول مرجع (مرسوم: Cu/CuSO4 یا Cu/CuSO4 با الکترولیت مناسب؛ گاهی Ag/AgCl در صورت نیاز)
مولتی‌متر یا ولت‌متر با دقت مناسب و کابل‌های اتصال
رابط هادی بین سطح بتن و آرماتور (اتصال الکتریکی به میلگرد یا استفاده از اسپری رسانا)
الکترولیت سطحی (محلول نمکی یا ژل نمکی) جهت کاهش مقاومت تماس بین الکترود مرجع و سطح بتن
نقشه‌کش یا دستگاه ثبت موقعیت برای تهیه نقشه پتانسیل (optionally دستگاه‌های اسکن سطحی)
روش آزمون — شرح مراحل
آماده‌سازی سطح: پاک‌سازی سطح بتن از گردوغبار، رنگ یا پوشش‌های غیررسانا در صورت لزوم (پوشش‌های ضدزنگ یا رنگ باید حذف یا ناحیه‌ای برداشته شود تا تماس الکتریکی برقرار شود).
اتصال به آرماتور (اختیاری): در برخی روش‌ها اتصال مستقیم به آرماتور در یک نقطه مرجع برقرار می‌شود؛ در غیر این صورت اندازه‌گیری‌ها نسبت به نیم‌سلول مرجع و اتصال کلی زمین انجام می‌شود.
مرطوب‌سازی سطح: اعمال الکترولیت یا آب نمک به سطح جهت بهبود تماس بین الکترود و بتن و کاهش مقاومت سطحی.
قرار دادن نیم‌سلول مرجع روی سطح و اندازه‌گیری پتانسیل نسبت به آرماتور (V یا mV).
اجرای شبکه اندازه‌گیری در سطح (فاصله ثابت بین نقاط، مثال 50×50 cm یا مطابق پروتکل پروژه) و ثبت مقدار پتانسیل در هر نقطه.
تهیه نقشه کانتور پتانسیل (potentials contour map) و تحلیل نواحی با مقادیر پتانسیل پایین‌تر (منفی‌تر) که نشان‌دهنده احتمال بالاتر خوردگی است.
در صورت نیاز انجام اندازه‌گیری‌های تکمیلی (جریان خوردگی، مقاومت سطحی، هدایای شیمیایی) یا نمونه‌برداری هسته‌ای برای تأیید.
تفسیر نتایج (مرجع ASTM C876)
مقادیر پتانسیل کمتر از -350 mV نسبت به Cu/CuSO4: احتمال قوی خوردگی (> 90%)
مقادیر بین -200 mV و -350 mV: احتمال متوسط خوردگی (10%–90%) — نیاز به بررسی تکمیلی
مقادیر بالاتر از -200 mV: احتمال کم خوردگی (< 10%)
توجه: مرزها و تفاسیر بسته به نوع الکترود مرجع، شرایط محیطی، رطوبت و بتن می‌تواند متفاوت باشد؛ نتایج هاف‌سل اغلب با آزمون‌های تکمیلی (جریان خوردگی، نرخ خوردگی، آنالیز کلرید) تأیید می‌شوند.
مزایا
غیرمخرب یا کم‌مخرب و سریع در اجرا
امکان پوشش سطوح بزرگ و تهیه نقشه پتانسیل برای شناسایی نواحی بحرانی
مناسب برای پایش دوره‌ای و تشخیص زودهنگام مشکل خوردگی
هزینه و زمان نسبتاً پایین در مقایسه با روش‌های مخرب
محدودیت‌ها و نکات فنی
نتیجه تنها احتمال خوردگی را نشان می‌دهد، نه نرخ دقیق خوردگی؛ نیاز به آزمون‌های تکمیلی برای تحلیل کمی.
حساس به رطوبت سطح، پوشش‌ها، لایه‌های سیمانی و مقاومت تماس — آماده‌سازی و مرطوب‌سازی مناسب سطح ضروری است.
تفسیر نیازمند توجه به شرایط محیطی (نمک‌پاشی، دریا، یخ‌زدگی، خاک) و جنس و پوشش آرماتور.
استفاده از الکترود نامناسب یا عدم ثبت شرایط آزمون (دما، رطوبت) می‌تواند منجر به خطا در تفسیر گردد.
کاربردها
پل‌ها، پارکینگ‌ها، اسکله‌ها و سازه‌های در معرض کلرید یا محیط خورنده
ساختمان‌های صنعتی و تاسیسات نگهداری شده در محیط‌های نمکی
ارزیابی وضعیت سازه‌های قدیمی و برنامه‌ریزی تعمیرات حفاظتی
مطالعات تحقیقاتی و پایش عملکرد مواد جدید میکروسیلیکا، پوزولان و پوشش‌ها
استانداردهای بین‌المللی و مرجع
ASTM C876 — Standard Test Method for Corrosion Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete (پیشرو و مرجع برای هاف‌سل)
ASTM G59 / G61 (روش‌های مرتبط با اندازه‌گیری جریان خوردگی و نرخ خوردگی) — تکمیل‌کننده برای تحلیل کمی
ISO / BS: استانداردها و راهنماهای ملی/بین‌المللی دیگر ممکن است روش‌ها و محدودیت‌های تکمیلی را تعیین کنند.
استانداردهای ملی ایران: آزمون‌ها مطابق روش‌های مرجع بین‌المللی اجرا می‌شوند و شماره استاندارد ملی مرتبط در گزارش‌ها قید خواهد شد.
خدمات تکمیلی توصیه‌شده
اندازه‌گیری نرخ جریان خوردگی (DC) یا روش LPR جهت تعیین نرخ خوردگی آرماتور
آنالیز محتوای کلرید در بتن (پروفیل عمقی) و تعیین pH ضایعات پوشش سیمانی
هسته‌برداری و آنالیز میکروسکوپی در صورت لزوم
تهیه نقشه‌های کانتور پتانسیل و گزارش فنی با پیشنهادات تعمیراتی
معرفی مرکز آزمایشگاهی پژوهشی بتن و مصالح خواجه نصیرالدین طوسی — ارائه‌دهنده خدمات
خدمات ما در زمینه هاف‌سل و ارزیابی خوردگی:
انجام آزمون پتانسیل نیم‌سلولی (Half‑Cell Potential) مطابق ASTM C876 با نیم‌سلول‌های استاندارد (Cu/CuSO4) و دستگاه‌های ثبت دقیق.
تهیه شبکه‌های اندازه‌گیری و نقشه‌های کانتور پتانسیل برای شناسایی نواحی بحرانی.
خدمات تکمیلی: اندازه‌گیری نرخ خوردگی (LPR/DC), آنالیز کلرید و pH، هسته‌برداری و تست‌های آزمایشگاهی مرتبط.
نمونه‌برداری در محل، آماده‌سازی سطح، ثبت شرایط محیطی (دما، رطوبت) و گزارش فنی کامل با تفسیر و پیشنهادات اجرایی.
تجهیزات کالیبره، پرسنل آموزش‌دیده و انطباق با استانداردهای بین‌المللی؛ امکان ارائه گزارش رسمی با مهر آزمایشگاه جهت ارائه به کارفرما و مراجع نظارتی.
مشاوره فنی: راهکارهای مقاوم‌سازی، انتخاب پوشش‌ها و روش‌های حفاظت و برنامه نگهداری و پایش دوره‌ای.
تماس و هماهنگی
برای استعلام قیمت، ارسال مشخصات پروژه، هماهنگی نمونه‌برداری یا دریافت برنامه زمانی اجرا، لطفاً از طریق فرم تماس وب‌سایت یا شماره‌های مرکز با ما تماس بگیرید. در صورت تمایل، می‌توانیم نمونه گزارش و قالب نتایج آماده جهت مستندسازی پروژه را ارسال کنیم.