[發明專利]用于海上鋼結構陰極保護的犧牲陽極-砂漿復合陰極保護系統及其應用方法

在審

• 申請號: 202010467471.9
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111576494A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 張東方;熊建波;方翔;范志宏;王勝年
• 申請（專利權）人: 中交四航工程研究院有限公司;中交第四航務工程局有限公司;廣州港灣工程質量檢測有限公司
• 主分類號: E02D31/06
• 分類號: E02D31/06;C23F13/10;C04B28/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

本發明公開了一種用于海上鋼結構陰極保護的犧牲陽極?砂漿復合陰極保護系統及其應用方法，該系統包括包圍于鋼結構之外的環形導電砂漿澆筑體、內置于環形導電砂漿澆筑體內的砂漿比與環形導電砂漿澆筑體一致的至少兩塊犧牲陽極砂漿試塊，犧牲陽極砂漿試塊內部埋設有鋅帶陽極，鋅帶陽極一端焊接導線引出犧牲陽極砂漿試塊外部并與從鋼結構表面引出的銅導線電連接。本發明可以根據現場情況的需要來確定維修維護中所使用的砂漿導電率，根據應用環境確定溴化鋰的摻量來配制導電砂漿，不僅保證鋼結構的有效保護還可以大大降低工程成本。

技術領域

本發明屬于海洋工程鋼結構腐蝕防護領域，尤其涉及用于鋼結構犧牲陽極陰極保護的導電砂漿制備方法及應用。

背景技術

海洋工程鋼結構面臨濕度大、鹽分高、干濕交替等嚴苛的腐蝕環境，長期在海洋大氣、海水侵蝕及海浪沖擊的作用下，鋼結構腐蝕問題突出，嚴重威脅海工鋼結構安全服役(RT Vashi，HK Kadiya.Corrosion study of metals in marine environment[J].Journal of Chemistry,2009,6(4):1240-1246)。為保證海工鋼結構設備長期安全運行，犧牲陽極陰極保護技術被廣泛用于提高水下鋼結構耐久性(高聰，黃志強，王志強.海洋工程鋼結構陰極保護新型陽極的研究[J].腐蝕與防護,2015,36(11):1086-1089)。然而，處于大氣或浪濺區條件下的鋼結構，由于結構物表面處于干燥或部分干燥狀態，無法在犧牲陽極和鋼結構之間形成離子回路，整體防護效果較差。近年來，犧牲陽極-砂漿復合陰極保護技術以不受應用環境影響的導電砂漿作為陰極保護的電解質成為鋼結構防護研究的新方向(Sergi.G Ten-year results of galvanic sacrificial anodes in steelreinforced concrete[J].Materials and Corrosion,2011,62(2):98-104)。然而，砂漿的高電阻率卻是限制犧牲陽極-砂漿復合陰極保護技術工程應用的主要問題，研發新型低電阻率砂漿是當前研究重點。

發明內容

本發明的第一目的在于研發一種新型高導電砂漿，用于海洋工程鋼結構的犧牲陽極陰極保護系統，保障海工鋼結構的全壽命周期安全服役。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種用于海上鋼結構陰極保護的犧牲陽極-砂漿復合陰極保護系統，其包括：包圍于鋼結構之外的環形導電砂漿澆筑體、內置于環形導電砂漿澆筑體內的至少兩塊犧牲陽極砂漿試塊，犧牲陽極砂漿試塊內部埋設有鋅帶陽極，鋅帶陽極一端焊接導線引出犧牲陽極砂漿試塊外部并與從鋼結構表面引出的銅導線電連接，犧牲陽極砂漿試塊與環形導電砂漿澆筑體的砂漿配比一致，所述砂漿配比為如下質量份的材料：

溴化鋰：1，

水泥：3～15，

砂：9～45，

水：1.8～9。

所述砂漿配比根據應用場合對砂漿電阻率的需求，根據以下公式選擇溴化鋰的摻量：

ρ＝(10136t^0.34-10127)e^-0.03m (1)

其中：ρ表示砂漿電阻率；

t表示齡期；

m表示無水溴化鋰的摻量。

公式(1)由以下步驟獲得：

步驟1：設置砂漿配比中對于溴化鋰的多組摻量試驗方案，稱取各組中的溴化鋰與水配成溶液，用溶液進行水化反應，依次加入水泥、砂攪拌完全后裝入試模內，在試模中埋入四個鈦網平行電極，振實、養護成型，采用四電極法測試砂漿電阻率，從而探明溴化鋰摻量、砂漿導電性及齡期之間的相互關系并繪制溴化鋰摻量與砂漿導電性曲線；