[發明專利]鈍化在碳化和/或含氯混凝土中鋼筋的方法

無效

• 申請號: 93103422.1
• 申請日: 1993-03-23
• 公開（公告）號: CN1094996C
• 公開（公告）日: 2002-11-27
• 發明（設計）人: 約翰·Ｂ·米勒
• 申請（專利權）人: 福斯洛克國際有限公司
• 主分類號: C25D9/10
• 分類號: C25D9/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 馬鐵良,葉愷東

通常依靠在堿性環境中鋼的表面上形成的一層氧化膜防止埋置在混凝土中鋼筋被腐蝕。該氧化膜形成了抵御各種腐蝕劑的壁壘。然而，當混凝土含有氯離子時，或因吸收空氣中的二氧化碳而使堿性減小時，該鈍化氧化膜便會碎裂，從而會使埋置的鋼筋遭受腐蝕。

人們已作了大量的研究工作來考察這種混凝土鋼筋蝕損的原因和機理。當今一致的意見是：所述腐蝕過程實質上是一種電化學處理過程，即那些鈍化氧化膜破裂后在四處形成了陽極，而其周圍那些完好無損的區域則形成了陰極。正是上述這些形成的陽極和陰極區域，一起組成了一系列的腐蝕電池，致使陽極區域的離子被分解。

人們已作出努力去控制這種腐蝕，或抵消其形成腐蝕的起因，并已研究出了許多電-化方法。一個人們熟知的方法是所謂陰極防腐法，即使埋置的鋼筋處于不會發生腐蝕的電位上。

陰極防腐設施已表明是可行的，但是它遇到許多有害的因素，其中至少一個因素是這種必需是永久性的裝置要求持續不斷的監視和維修。另外還有成本高、因笨重的混凝土蓋層引入的超額的結構性負荷以及難于保證正確的電流分布這樣一些缺點。

另一個方法稱之為氯提取法，即使氯離子在電場的作用下遷移到外電解液中并堆積在那里，最后將其連同電解液一起被移Vennesland等人的美國專利No.4,032,803即是這種方法的一個例子。此方法雖然比陰極防腐法要有效和低廉，從而是對該方法的一個重大改進，然而此方法又遇到了預測完成這種處理所需的時間的困難。因此，無奈要求經常對混凝土進行取樣和分析，以確定剩下的氯的含量。而且困難還在于迄今對于多大的殘存氯含量對將來的氯侵蝕來說工業上是安全的還沒有一致的意見。這些因素使得難于計算出為達到一個具體的處理對象所需的成本和時間。在有些場合，這種時間也可能長得難于實踐，特別它又難于預先制定計劃。

第三種用于碳化混凝土的方法是用一個外部源的堿物質的電遷移法浸滲碳化區。Miller等人的美國專利No?4,865,702對此方法作了說明。此方法雖然用在低含量氯的碳化混凝土是成功的，但當混凝土含有大量諸如氯一類離子物質時，這個方法便不那么有效，甚至會導致失敗。而且，當混凝土中含有礦渣水泥或混有火山灰時，其處理時間也需長到難以接受。

本發明的方法克服了上述諸方法中遇到的困難，它可以預測處理時間，無須進行取樣和做氯分析，實施起來快，因而省錢，而且對幾乎所有類型的混凝土、碳化的或不碳化的，含氯的或不含氯的，混有或沒混有火山灰的，以及是否是礦渣水泥均一樣適用。

本發明是基于這樣的發現和確認：混凝土的電化學處理并非一定要作為例如氯含量，或作為碳化度的函數來進行控制。本發明卻是基于這樣的確認：混凝土的電化學處理可以作為所埋置的加強鋼筋的表面積的函數獲得最優控制。在一個給定的結構中，埋置鋼筋的表面積則既可從結構記錄查知，也可以是近似計算值。根據本發明，或多或少可以用Vennesland等人的美國專利No?4,032,803，或Miller的美國專利No.5，xxx，xxx(美國專利申請號No.539,069，申請日1990年6月15日)中公用的方法來實施電化學處理。但與前大為不一樣的是，例如不再要定期地采取混凝土結構的芯樣來估價殘留氯的含量，而是通過參考與埋置的鋼筋的總表面積有關的累積的電流流量來控制該電化學處理過程。該過程一直進行到每平方米的埋置鋼筋的表面積達到500安培小時電量的最小值時為止。本方法可以在此階段(最好在每平方米表面積的電量顯著超過2000安培小時以前)結束，而不管殘留的含氯量或在混凝土中各點的碳含量是多少。此過程在這階段時結束之后可以高度確信：埋置的鋼筋可以保護相當長一段時間。與已有技術的方法相比，本發明的處理方法可以使所需的能量和所費的時間減少一半以上。

為更好的理解本發明上述和其他的特色和優點，現來參閱下面的本發明的實施例和附圖的詳細描述。

圖1是本發明方法的一個用于處理鋼筋混凝土的裝置的示意圖。

圖2是一個說明埋置鋼筋在經本發明的方法處理后的一段時間內其鈍度增加的圖形。

現參閱附圖1。圖中1表示混凝土結構，它包含凝固并硬化的埋置了鋼筋12的混凝土，鋼筋12則可以是已知的常規類型。根據工程結構的需要，每單位混凝土的鋼筋量可以有很大的變化。從本發明目的考慮，假設混凝土結構是這樣一種結構，其中的混凝土11已被氯離子滲入、碳化或被其它會促使鋼筋12發生腐蝕的環境而污染。