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

หลักการวัด Half-Cell Potential (ASTM C876) คอนกรีต เหล็กเสริม จุดกัดกร่อน (Anode) โวลต์มิเตอร์ −350 mV ต่อสายเข้าเหล็กเสริม ขั้วอ้างอิง Cu/CuSO₄ (CSE) ฟองน้ำชื้น แตะผิวที่ทำให้ชื้น เลื่อนขั้วอ้างอิงวัดเป็นตารางกริดบนผิวคอนกรีต — ค่ายิ่งเป็นลบมาก โอกาสที่เหล็กใต้จุดนั้นกำลังกัดกร่อนยิ่งสูง
หลักการวัด: โวลต์มิเตอร์วัดความต่างศักย์ระหว่างเหล็กเสริมกับขั้วอ้างอิง Cu/CuSO₄ ที่แตะผิวคอนกรีต — บริเวณเหล็กที่กำลังกัดกร่อนให้ค่าศักย์เป็นลบมากกว่าบริเวณปกติ

อ่านค่า Half-Cell Potential ยังไง?

ASTM C876 ให้เกณฑ์อ้างอิงเมื่อใช้ขั้วอ้างอิงทองแดง/คอปเปอร์ซัลเฟต (Cu/CuSO₄ หรือ CSE) ดังนี้

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ค่าศักย์ (mV, เทียบ CSE)ความน่าจะเป็นของการกัดกร่อน
เป็นบวกกว่า −200โอกาสกัดกร่อนต่ำ (น้อยกว่า 10%)
−200 ถึง −350ไม่แน่นอน (Uncertain)
เป็นลบกว่า −350โอกาสกัดกร่อนสูง (มากกว่า 90%)

สิ่งสำคัญคือ Half-Cell Potential บอก "ความน่าจะเป็น" ที่กำลังเกิดกัดกร่อน ไม่ได้บอก "อัตราการกัดกร่อน" หรือปริมาณเหล็กที่สูญเสียไป การแปลผลควรดูรูปแบบการกระจายของค่า (Gradient) ประกอบด้วย ไม่ใช่ยึดตัวเลขเดี่ยว

💡 ดูการกระจาย ไม่ใช่ตัวเลขเดี่ยว

บริเวณที่ค่าศักย์เปลี่ยนแปลงชัน (Gradient สูง) มักบ่งชี้ขอบเขตของการกัดกร่อนได้ดีกว่าการดูค่าจุดเดียว จึงควรวัดเป็นตารางกริดแล้วทำแผนที่ศักย์เพื่อประเมินภาพรวม

ตัวอย่างแผนที่ศักย์ (Potential Map) หน่วย mV เทียบ CSE −120 −130 −140 −150 −170 −160 −140 −130 −130 −150 −180 −240 −290 −260 −180 −150 −140 −170 −230 −360 −420 −380 −230 −170 −130 −150 −190 −260 −310 −280 −190 −150 บริเวณค่าเปลี่ยนชัน (Gradient สูง) = ขอบเขตกัดกร่อน เกณฑ์ ASTM C876 บวกกว่า −200 · ต่ำ −200 ถึง −350 · ไม่แน่นอน ลบกว่า −350 · สูง วัดเป็นตารางกริด เช่น ทุก 0.5–1.0 ม.
แผนที่ศักย์จากการวัดเป็นตารางกริด — การดูรูปแบบการกระจายและ Gradient ช่วยชี้ขอบเขตบริเวณกัดกร่อนได้ดีกว่าการยึดตัวเลขจุดเดียว

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

⚠️ ผลเป็น "ความน่าจะเป็น" ไม่ใช่คำตัดสิน

Half-Cell Potential ชี้บริเวณเสี่ยงได้ดี แต่ไม่ได้บอกว่าเหล็กสูญเสียหน้าตัดไปเท่าไร การยืนยันจุดวิกฤตด้วยการเปิดสำรวจและการประเมินโดยวิศวกรที่มีใบอนุญาตจึงจำเป็นก่อนตัดสินใจซ่อมแซม