[發明專利]一種CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護方法和裝置

有效

• 申請號: 201610842340.8
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106283071B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 周英武;潘俊;隋莉莉;邢鋒
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: C23F13/20
• 分類號: C23F13/20;C23F13/10
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 杜啟剛

本發明公開了一種CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護方法和裝置。鋼筋混凝土陰極保護裝置包括混凝土、埋在混凝土中的復數根鋼筋、直流電源和CFRP陽極，所述的CFRP陽極為覆蓋在鋼筋表面的CFRP包裹層，復數根鋼筋上的CFRP包裹層并聯后接直流電源正極，復數根鋼筋并聯后接直流電源的負極。本發明的鋼筋混凝土采用CFRP?鋼復合筋，CFRP?鋼復合筋可以預制，施工簡單方便；CFRP?鋼復合筋的CFRP陽極和作為陰極的鋼筋緊密結合在一起，電阻小，耗能低。

[技術領域]

本發明涉及鋼筋混凝土陰極保護，尤其涉及一種CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護方法和裝置。

[背景技術]

鋼筋混凝土作為一種結構材料，被廣泛應用于橋梁、房屋等建筑物中。然而，混凝土是一種有孔性材料，當結構處于海洋、鹽堿地、凍融循環、除冰鹽等不利環境時，環境中的有害介質會通過混凝土內的孔隙滲透到鋼筋表面，與之發生反應，引起鋼筋銹蝕，導致結構的使用壽命遠低于設計壽命。為了應對鋼筋銹蝕問題，目前、常用的鋼筋銹蝕保護的措施有涂覆混凝土表面防滲層、使用密實性好的混凝土、對鋼筋實施電化學陰極保護、鋼筋表面加防腐層、應用高抗腐蝕鋼筋等。在這些措施中，電化學陰極保護法能直接抑制鋼筋自身的電化學腐蝕過程，被認為是最有效的方法之一。

根據陰極電流施加方式的不同，可以將電化學陰極保護法分為外加電流法和犧牲陽極法；由于外加電流法具有電壓電流可調節的優勢，在實際工程中更受業內人士的青睞。自外加電流法被應用于鋼筋混凝土結構以來，人們致力于研究開發陽極系統，不斷有新的材料被開發和應用。如，(1)主陽極塊+導電覆蓋層、(2)主陽極絲+導電聚合物、(3)主陽極絲+噴涂金屬層、(4)主陽極絲+導電涂層(5)電纜陽極、(6)金屬氧化物鈦網陽極和(7)埋入型陽極。鋼筋混凝土結構是一種極為復雜的多相體系，混凝土中電阻率高，分布不均勻，還受環境和季節的影響。這就對所選擇的陽極系統提出了較高的要求，以上幾種陽極系統均有應用于鋼筋混凝土結構的實例，但都有各自的極限性，其中，金屬氧化物鈦網陽極是當今在崗筋混凝土陰極保護中應用最為成功的陽極系統，但其材料昂貴，顯著地增加了工程成本，這對于其在實際工程中的應用推廣上是一個難以避開的障礙。

申請號為CN201310131212.9的發明公開了一種采用CFRP嵌入陽極的鋼筋混凝土陰極保護方法及裝置，所述方法包括步驟：在所述保護區域位置按規定尺寸開設凹槽；在鋼筋混凝土結構本體的保護區域表面設置CFRP片材，所述CFRP片材包括與凹槽適配的加勁肋及與固定在保護區域內表面的加勁板；將粘結材料涂抹在所述CFRP片材的加勁肋與混凝土凹槽相連接的側表面和加勁板與混凝土之間，將加勁肋與混凝土凹槽以及加勁板與混凝土嵌入連接。該裝置由于采用CFRP片材設計成加勁肋結構嵌入進混凝土中減小了CFRP片材與鋼筋之間的距離，降低了兩者之間的電阻，從而有利于混凝土結構中保護電流的連續均勻分布，可以達到更好的保護效果。

但是該發明施工時需要二次作業，施工麻煩；因為需要二次加工，陽極材料與混凝土之間的粘結強度難以保證，陽極材料和混凝土之間工作的協同性不好；陽極材料與陰極材料(鋼筋)之間的混凝土厚度較大，陰極與陽極之間的電阻大，耗能多。

[發明內容]

本發明要解決的技術問題是提供一種施工方便、陰極與陽極之間的電阻小的CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護裝置。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種施工方便、陰極與陽極之間的電阻小的CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是，一種CFRP陽極的鋼筋混凝土陰極保護裝置，包括混凝土、埋在混凝土中的復數根鋼筋、直流電源和CFRP陽極，所述的CFRP陽極為覆蓋在鋼筋表面的CFRP包裹層，復數根鋼筋上的CFRP包裹層并聯后接直流電源正極，復數根鋼筋并聯后接直流電源的負極。

以上所述的鋼筋混凝土陰極保護裝置，CFRP包裹層中的碳纖維沿鋼筋的軸向分布。