背景介紹
鋼筋混凝土結構在工程領域應用十分廣泛，現存的鋼筋混凝土結構體量也在不斷增加。如今，大量服役的混凝土結構都面臨著耐久性問題，而鋼筋作為結構的主要組成部分之一，其隨著時間的鏽蝕是影響混凝土結構耐久性的重要因素之一。
鋼筋腐蝕破壞尤其對於沿海、處於鹽鹼地區的公路、鐵路橋以及採用除冰鹽的公路橋、城市立交橋等影響尤其巨大，這些設施甚至在幾年、十幾年內就不得不修復或重建， 遠達不到設計使用年限的要求。
由於混凝土的不均質或離散的局部缺陷導致其不同部位侵蝕介質的擴散速率不同，內部鋼筋表面鈍化膜破壞也存在隨機性，這將導致鋼筋會在不同位置產生不同程度的鏽蝕。
同時當構件帶裂縫工作時，裂縫的存在會大幅提高裂縫處空氣水以及氯離子的擴散速率，加快鋼筋鈍化膜的破壞，在裂縫附近引發嚴重的局部坑蝕。
如何準確評價鋼筋的不均勻鏽蝕以及局部坑蝕情況，成為鋼筋混凝土構件剩餘承載能力評估必不可少的環節。
由於蝕坑形狀的不規則性使得截面損失很難精確計量，以往會採用質量鏽蝕率來表徵鋼筋鏽蝕程度，但這種方法只能反映鋼筋的整體鏽蝕情況，無法反應蝕坑和鏽蝕沿鋼筋長度方向的不均勻分布情況，也已被證明難以準確地評估鋼筋性能退化。因此，上海同濟大學相關科研人員採用雷射三維掃描技術獲取鏽蝕鋼筋的形態，以此測量蝕坑形態並計算截面鏽蝕率。
項目過程
本項目為同濟大學的工程科研項目，研究鋼筋在不同酸鹼度環境下的受腐蝕情況，研究人員使用手持三維雷射掃描設備來全方位地獲取鋼筋鏽蝕後的形態，並用於計算鋼筋的局部鏽蝕率。
鋼筋長900毫米，直徑5毫米，此類細長型易產生形變的模型不好放置及掃描，且精度要求較高。滬敖的技術人員使用的手持雷射三維掃描儀靈活度高、細節好、數據準確，掃描速度快，能得到微米級的精準數值，為科研的進一步分析做好數據採集工作。
同濟大學是中華人民共和國教育部直屬的全國重點大學，是歷史悠久、享有盛譽的中國著名高等學府，是國內土木建築領域規模最大、學科最全的工科大學。先後承擔了一系列國家重大專項、重大工程科研攻關，取得了大跨度橋梁關鍵技術、結構抗震防災技術、新能源汽車研發、大洋鑽探等標誌性科研成果。
展望
鋼筋鏽蝕是影響鋼筋混凝土結構使用壽命的重要因素，鋼筋鏽蝕的不均勻性對鋼筋混凝土鏽脹開裂、結構承載力與失效概率評估等過程有著重要影響。
由於鏽後鋼筋表面鏽坑的隨機分布以及鏽坑形狀的不確定性，難以採用傳統方法準確測量鏽蝕鋼筋的橫截面積，我們採用三維雷射掃描技術對鋼筋表面形貌進行三維重構，可用以研究鏽蝕鋼筋橫截面積的損失情況，使用相關軟體（如Geomagic）對三維掃描獲得的鋼筋點雲數據進行分析處理，從而得到鏽蝕鋼筋的三維實體模型。之後還可以使用相關軟體沿鋼筋長度方向對鋼筋進行切分，讀取並記錄每個基本單元的面積，結合鋼筋的初始橫截面積對鋼筋截面鏽蝕率進行計算。
不同鋼筋質量鏽蝕率對應的混凝土試件的鏽脹裂縫分布是不同的，當鋼筋鏽蝕產物產生並逐漸累積，達到一定的鏽脹力時，混凝土試件將產生明顯的鏽脹裂縫。
隨著鋼筋鏽蝕率的增大，鏽蝕產物生成增多，鏽脹力也就越大，試件的鏽脹裂縫寬度也隨之增大。
隨著鏽蝕率的增大，鋼筋鏽蝕程度增大，表面的坑槽增多，不均勻的程度更加明顯。
因此，使用三維掃描的手段準確評價鋼筋的不均勻鏽蝕以及局部坑蝕情況，為各類鋼筋混凝土構件剩餘承載能力評估具有很大的使用價值。
三維掃描克服了傳統測量技術的局限性，採用非接觸主動測量方式直接獲取高精度三維數據，快速將現實世界的信息轉換成可以處理的數據，不僅更精準，還省去了很多測量的時間。本項目中，滬敖使用的手持三維雷射掃描儀採用自定位技術，坐標系定位在物體上，因此，被測物體與掃描儀均可自由移動，對於這類形狀特殊、易形變的模型掃描，有著很大的優勢。