วิธีนี้เหมาะกับอาคารเก่า โครงสร้างริมทะเล ที่จอดรถ หรือโครงสร้างที่มีคราบสนิมและคอนกรีตกะเทาะ ช่วยชี้บริเวณเสี่ยงก่อนความเสียหายลุกลาม จัดเป็นงานตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ประเภทหนึ่ง บทความนี้อธิบายหลักการวัด การอ่านค่าตามเกณฑ์ ASTM C876 และข้อจำกัด
Half-Cell Potential ทำงานยังไง?
เมื่อเหล็กเสริมเกิดการกัดกร่อน จะมีปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าเกิดขึ้น ทำให้เกิดความต่างศักย์ระหว่างจุดที่กัดกร่อนกับจุดที่ยังปกติ Half-Cell Potential วัดความต่างศักย์นี้โดยใช้ขั้วอ้างอิง (Reference Electrode) เช่น ทองแดง/คอปเปอร์ซัลเฟต (Cu/CuSO₄) แตะบนผิวคอนกรีตที่ทำให้ชื้น แล้วต่อสายไปยังเหล็กเสริม
โวลต์มิเตอร์อ่านค่าศักย์ออกมาเป็นมิลลิโวลต์ (mV) ค่าที่เป็นลบมากบ่งชี้ว่าบริเวณนั้นมีแนวโน้มเกิดการกัดกร่อนสูง จากนั้นนำค่าหลายจุดมาทำแผนที่ศักย์ (Potential Map) เพื่อดูการกระจายของบริเวณเสี่ยง
อ่านค่า Half-Cell Potential ยังไง?
ASTM C876 ให้เกณฑ์อ้างอิงเมื่อใช้ขั้วอ้างอิงทองแดง/คอปเปอร์ซัลเฟต (Cu/CuSO₄ หรือ CSE) ดังนี้
| ค่าศักย์ (mV, เทียบ CSE) | ความน่าจะเป็นของการกัดกร่อน |
|---|---|
| เป็นบวกกว่า −200 | โอกาสกัดกร่อนต่ำ (น้อยกว่า 10%) |
| −200 ถึง −350 | ไม่แน่นอน (Uncertain) |
| เป็นลบกว่า −350 | โอกาสกัดกร่อนสูง (มากกว่า 90%) |
สิ่งสำคัญคือ Half-Cell Potential บอก "ความน่าจะเป็น" ที่กำลังเกิดกัดกร่อน ไม่ได้บอก "อัตราการกัดกร่อน" หรือปริมาณเหล็กที่สูญเสียไป การแปลผลควรดูรูปแบบการกระจายของค่า (Gradient) ประกอบด้วย ไม่ใช่ยึดตัวเลขเดี่ยว
บริเวณที่ค่าศักย์เปลี่ยนแปลงชัน (Gradient สูง) มักบ่งชี้ขอบเขตของการกัดกร่อนได้ดีกว่าการดูค่าจุดเดียว จึงควรวัดเป็นตารางกริดแล้วทำแผนที่ศักย์เพื่อประเมินภาพรวม
Half-Cell Potential ใช้เมื่อไหร่?
- อาคารหรือโครงสร้างที่มีคราบสนิมไหลออกมาตามผิว หรือคอนกรีตกะเทาะเห็นเหล็ก
- โครงสร้างริมทะเลหรือสัมผัสไอเกลือ ซึ่งเสี่ยงคลอไรด์แทรกซึม
- ที่จอดรถ ดาดฟ้า สะพาน ที่สัมผัสความชื้นและเกลือละลายน้ำแข็ง
- การประเมินสภาพอาคารเก่าก่อนซ่อมแซมหรือปรับปรุง
มักใช้ Half-Cell ร่วมกับการวัดปริมาณคลอไรด์ ความลึกคาร์บอเนชัน และความต้านทานไฟฟ้าของคอนกรีต เพื่อประเมินสาเหตุและระดับความรุนแรงของการกัดกร่อนให้ครบถ้วน
Half-Cell Potential มีข้อจำกัดอะไร?
ค่าที่อ่านได้ไวต่อความชื้นของคอนกรีต คอนกรีตแห้งมากหรือความต้านทานสูงทำให้ค่าคลาดเคลื่อน จึงต้องทำผิวให้ชื้นตามวิธีมาตรฐาน นอกจากนี้ผิวเคลือบ สี หรือคอนกรีตที่มีความต้านทานสูงจะรบกวนการวัด และผลบอกเพียงความน่าจะเป็น ไม่ได้ยืนยันว่าเหล็กเสียหายไปเท่าไร
ดังนั้นในจุดวิกฤตควรเปิดสำรวจ (กะเทาะตรวจ) เพื่อยืนยันสภาพเหล็กจริง และให้วิศวกรประเมินร่วมกับข้อมูลอื่น
Half-Cell Potential ชี้บริเวณเสี่ยงได้ดี แต่ไม่ได้บอกว่าเหล็กสูญเสียหน้าตัดไปเท่าไร การยืนยันจุดวิกฤตด้วยการเปิดสำรวจและการประเมินโดยวิศวกรที่มีใบอนุญาตจึงจำเป็นก่อนตัดสินใจซ่อมแซม