[實用新型]大氣環境中鋼筋混凝土犧牲陽極陰極保護裝置

無效

• 申請號: 200820033642.1
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN201292405Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 葛燕;朱錫昶;李巖
• 申請（專利權）人: 水利部交通部電力工業部南京水利科學研究院
• 主分類號: C23F13/12
• 分類號: C23F13/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 栗仲平

技術領域

本實用新型涉及一種鋼筋混凝土防腐蝕裝置，特別是一種在鹽污染大氣環境中鋼筋混凝土結構犧牲陽極陰極保護裝置。

背景技術

鋼筋混凝土結構是目前應用最為廣泛的結構形式。通常，混凝土具有高堿性，鋼筋表面形成了一層薄的保護性氧化膜。該氧化膜使鋼筋表面鈍化，有效地防止了鋼筋的腐蝕。但在鹽污染環境中，當鋼筋周圍的混凝土液相中的氯離子含量達到臨界值時，鋼筋鈍化膜就會局部破壞，只要造成腐蝕的其它必要條件已經具備，就會發生嚴重的電化學腐蝕，腐蝕產物產生的巨大應力作用在鋼筋周圍的混凝土上，一旦該應力大于混凝土的抗拉強度，混凝土就會產生裂縫和分層，結果導致氯化物的進一步入侵，從而加速鋼筋的腐蝕。

海洋大橋、海港碼頭、沿海建筑物、使用除冰鹽的高速公路和停車場、化工廠廠房等都處于鹽污染環境中，這些環境中的鋼筋混凝土結構往往在遠遠小于設計使用年限的情況下即過早發生腐蝕破壞，由此造成的直接損失和間接損失都是十分巨大的。因此鋼筋混凝土防腐蝕技術的研究是目前國內外普遍關注的研究課題。

陰極保護是控制混凝土中鋼筋腐蝕的一種經濟有效的電化學保護技術，陰極保護可以通過強制電流和犧牲陽極兩種方式實現。這兩種方式的保護原理相同，都是對混凝土中的鋼筋通以陰極電流，使其陰極極化，只是提供電流的方式不同。

強制電流陰極保護由直流電源、陽極系統、電纜和鋼筋混凝土結構組成，適用于電阻率較高的鋼筋混凝土結構的防腐蝕保護。缺點是保護系統較為復雜，在運行期間需要專人維護和管理，儀器設備和陽極系統的損壞以及維護和管理不善都會導致整套陰極保護系統的失效，不適用于預應力鋼筋混凝土結構。犧牲陽極陰極保護是將一種電極電位較負的金屬或合金(稱為犧牲陽極)與混凝土中的鋼筋電連接，通過犧牲陽極的自我溶解和消耗，使鋼筋得到陰極電流而受到保護。由于犧牲陽極的驅動電壓較低，輸出電流有限，只適用于電阻率較低的鋼筋混凝土結構的防腐蝕保護。對處于鹽污染大氣環境中的鋼筋混凝土結構而言，混凝土的電阻率通常較低，可以采用犧牲陽極陰極保護控制混凝土中鋼筋的腐蝕。優點是保護系統安裝方便，運行期間不需要維護和管理，不僅適用于普通鋼筋混凝土結構還適用于預應力鋼筋混凝土結構的防腐蝕保護。

對于大氣環境中已經遭受鹽污染腐蝕破壞的鋼筋混凝土結構，目前國內通常采用傳統的局部打補丁修補的方法，即在混凝土破壞部位鑿除脹裂、剝落處混凝土，露出其中的鋼筋并進行清理，再用新的優質混凝土或聚合物改性水泥砂漿修補恢復其原貌。對鹽污染大氣環境中的鋼筋混凝土結構采用局部打補丁修補往往效果很差或是無效的。雖然修補材料的防腐蝕性能較高，滲透性和導電率都較低，表面處理技術的改進使得修補混凝土與老混凝土之間的粘結良好，但是該技術沒有消除該環境中鋼筋混凝土產生腐蝕的根本原因—混凝土中存在氯離子、氧和濕氣。在未鑿除的混凝土中仍然存在高濃度的氯離子，在這些區域腐蝕仍然進行。最為主要的是采用局部修補后，形成了新的腐蝕電池，老混凝土中的鋼筋成為腐蝕電池的陽極，修補混凝土中的鋼筋成為腐蝕電池的陰極，加速了老混凝土中鋼筋的腐蝕，結果造成修補混凝土周圍的老混凝土很快破壞。這種現象通常稱為“環陽極腐蝕”或“光環效應”。

中國專利CN?2813639Y的特征在于通過水泥砂漿將犧牲陽極固定在鋼筋混凝土潮差區或浪濺區的表面。使用的犧牲陽極是鋁鋅銦合金，砂漿由淡水、水泥和高吸水性樹脂組成，高吸水性樹脂包括聚丙烯酸酯類樹脂、聚乙烯醇類樹脂，醋酸乙烯共聚物類樹脂、聚氨酯類樹脂、聚環氧乙烷類樹脂和淀粉接校共聚物類樹脂。

中國專利CN?101109087A的特征在于通過導電砂漿填充料和復合材料護套將犧牲陽極固定在鋼筋混凝土潮差區或浪濺區的表面。其犧牲陽極是敷設在砂漿和復合材料護套之間，在鋼筋混凝土結構的水下部分還需安裝一個大塊的犧牲陽極。使用的犧牲陽極為純鋅或鋅合金，導電砂漿填充料由水泥、導電材料、骨料、水組成，導電材料包括石墨、溴化鋰、硝酸鋰、膨潤土。

以上兩個專利申請的技術方案均適用于海洋環境潮差和浪濺區鋼筋混凝土構筑物的保護。因為海洋環境潮差和浪濺區與鹽污染大氣環境差別很大，不可能把這類方案簡單地直接用于鹽污染大氣環境鋼筋混凝土結構的保護。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種在鹽污染大氣環境中鋼筋混凝土結構犧牲陽極陰極保護裝置。