1簡介腐蝕(shí)混凝土構件中鋼(gāng)筋(jīn)的腐蝕(shí)是設計位於(yú)水中的結構所主要關心的問題,也是位於含鹽(yán)環境或者其他腐蝕性(xìng)介質中的(de)建築所產生的主要(yào)問題。
在正常條件下混凝土為堿性材料,由於氫氧化鈣的存在其PH值大約在12 5左右,在這個值下鋼筋(jīn)的表麵會形成一(yī)層保護膜來抑製腐蝕活動。當(dāng)PH值降低到腐蝕侵入或者碳酸(suān)飽和時,在鋼(gāng)筋周圍(wéi)的(de)保護層會(huì)退化,腐蝕會展開。
混凝土中的(de)鋼筋的腐蝕使混凝土(tǔ)開裂。鋼材截(jié)麵的縮小加速了鋼筋的腐蝕,減少了鋼筋和混(hún)凝土之間的結合。混凝土與鋼材截麵的縮(suō)小和它們之間相互作用的減小(xiǎo)使結構物的剛度變小,終引起承載能力的下降。如果這(zhè)種循環(huán)作(zuò)用發展下去(qù)的話(huà),結構終會失去作用(yòng)。
常規的非電化學複原技(jì)術例如修補,壓力灌漿,或者外部塗層僅僅能夠提(tí)供暫時的修複,因為這些方法隻是(shì)針對腐蝕的結果而不是腐蝕問題本身。的能夠減輕鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕的修複技術(shù)是陰極防腐技術。
陰極防(fáng)腐陰極防腐的概念是通過陽極釋(shì)放電流使金屬極化來達到保護目的。從外(wài)置陽極釋放的電流在金屬(shǔ)的相反方向使金(jīn)屬極化,因此使氧化反應降低到可以忽略的程度。
陰極防腐通(tōng)過外部直接電流應用到混凝土中的鋼(gāng)筋上來控製(zhì)鋼筋的腐蝕。在鋼筋的表麵(miàn)提供了額外的能量來阻(zǔ)止腐(fǔ)蝕的發展。因為腐(fǔ)蝕本身是一個電化(huà)學(xué)反應,通過控製電流可以控製腐蝕。
有兩(liǎng)種陰極防腐係統:(a)外加(jiā)電流係統;(b)電流陽極係統。外加電流利用外(wài)部能(néng)源(yuán)提供外部陽極釋放的電流(liú)到陰極保護的金屬上。電流陽極係統利用金屬的高電勢與保(bǎo)護金屬產生的(de)反應(yīng)提供保(bǎo)護電流。
在20世紀(jì)70年代中期,由於定期維護帶來的較(jiào)高的費用,人們在努力尋求一種(zhǒng)有效的修複方法,此種方法能夠阻止由於腐蝕而產生的結構中混凝土強度的進(jìn)一步損失,佛羅裏達交通局開始了陰極防腐技術的試驗。在近些年裏,佛羅裏達交(jiāo)通局在16座橋梁上安放了陰極防腐係(xì)統(tǒng)來減少由於腐蝕發展而產生的混凝土的強度退化。這(zhè)些係統包括外加電流和電流陽極係統。其中(zhōng)的(de)一些修複方法己經成為這個(gè)部門的標準方法。表1列出了本文所要討論的(de)引用於係(xì)統的正常工作電流和極化電壓表1陰極防腐(fǔ)係統的通用性能係統使用期初始電流穩態電(diàn)流靜態初靜態後始極化期極化傳導橡膠水(shuǐ)泥砂漿中的(de)鈦(tài)網結構(gòu)保護層中的鈦網基保護(hù)層中的鈦網電弧噴鍍鋅陽極(jí)穿孔鋅片基保護層中的鋅(xīn)陽(yáng)極工(gōng)程師,從事結構設計工作。
2初始(shǐ)電壓和性能當給陰極防腐係統初始電壓的時候,有必要在應用防腐電流之(zhī)前測量要(yào)保護金屬的靜態(tài)電壓。此自然電勢可(kě)以作(zuò)為一個點,通過這個點我們可以確定陰極防腐係統所需的電流值。當係統產(chǎn)生電流時,電勢(shì)沿相反的(de)方向移動,使金屬極化為電勢陰極與外部陽極反應。也就是反方向(xiàng)100mV的(de)極化電壓能(néng)夠提供足夠的陰極保護。
這些係(xì)統的性能可以通過監測在陰極防腐下的鋼筋的電勢來評估。用來確定成(chéng)功性(xìng)能(néng)的標準包括100mV極化電設腐蝕標準,和ELogI標準。所有這些標準中,為通用和有效的是100mV極(jí)化電壓/腐蝕標準測試。但(dàn)是,對於(yú)試(shì)驗係統(tǒng)而言,ELogI標準(zhǔn)更加準確(què),因為它提供了理解和分析係統電(diàn)流(liú)行為的必要信息。
極化腐蝕(shí)試驗測試的標準,假定當阻礙陰極防(fáng)腐電流循環時,保護金屬的電勢將會失去其極化保護而(ér)變成自然電壓。在這一(yī)點電壓腐蝕可以測得,並且極化作用也可以通過簡單的數學計算方法確定。盡(jìn)管(guǎn)腐蝕率會因為結構的不同而變化(huà)100mV的(de)腐蝕被確定為標注的陰(yīn)極防(fáng)腐判斷標準。本文討論的去極化測試結果可以(yǐ)在其他中找到(dào)。
ELogI標準(zhǔn)是(shì)通過(guò)準確測得處於陰極防腐金屬的極化電壓而製定。在此(cǐ)測試中,應用於金屬(shǔ)的電流在預定的間隔中有較小(xiǎo)的增量,同時電流每次增加(jiā)電勢(shì)的(de)反應都會測出。得到的(de)電壓結果用應用電流值的對數形式繪出(chū),曲線表示了係統所建立的電勢特(tè)點(diǎn)。從這個曲線中,可以確定諸(zhū)如腐蝕電流和陰極防腐小電壓和電(diàn)流等參數。
3試驗係統31傳導(dǎo)塗層係統1984年,佛羅裏達交通局對個陰極防腐係統進行了評(píng)估。這個係統被(bèi)安置在東(dōng)海岸的兩座有標注的梁、板和柱的橋梁(liáng)上。此係統由注入大量碳來提高傳導性能的具有塗(tú)層的陽極構成。陽極塗料應用於混凝土表麵,並且與能夠提供陰極保護電流的傳感器相連(lián)。
在橋墩上,因為塗層不能應用於潮濕(shī)的混凝土表麵,所以從潮汐(xī)海(hǎi)拔13m的高度處(chù)應用塗層。在梁和橋板表麵整個(gè)需要保護(hù)的混(hún)凝土表麵全部塗上塗層。整流器安放在(zài)橋的中心部位,電(diàn)線埋置在每個陰極保護區的導(dǎo)管內。
在當時沒有(yǒu)建立可(kě)行的用來(lái)估計陰極(jí)保護(hù)性能的標準,隻好采用對管道的現行標(biāo)準。對於初始電壓,觀測鋼筋的電勢差的(de)初始變化。初得到的鋼材電勢差滿足預定的(de)陰極防腐標準一0850V(Cu/CuS4)。在所有的梁和橋麵(miàn)區域,可以應用陰極(jí)防腐技術。然而,在橋墩和直接與潮水(shuǐ)接觸的構(gòu)件上,係統不能將電勢維持在一個可以接受的保護水平上,這個水平在一0850V以下波動。通過觀測可以發現當潮水與陽極(jí)發生接觸時,電流改變方向指向了潛入水中的橋墩的部分,這個潮水的改變影(yǐng)響了係統的電流的(de)分布。在這(zhè)些麵積上的塗層與混凝土立即失去結合,沿著(zhe)己經受到保護的麵(miàn)積產生了不均勻分布的電流係統一直保持工作狀態,在(zài)結構由於功(gōng)能失(shī)效的7年時間裏係統(tǒng)進行周密的監測。
32傳導橡肢陽極係統(tǒng)基於以前的討(tǎo)論和試驗,具有統一(yī)電流(liú)分布且可以和水直接接觸的專門針對橋梁(liáng)基的陽極被開發出來。該陽極是由裝有黑色碳的(de)橡膠墊層構成,能產生15Qcm的電阻率(lǜ)。橡膠陽極有凹槽的一(yī)邊可以容許在陽極混凝(níng)土接觸麵聚集的鹽和(hé)雜質被水衝洗掉。同(tóng)時,凹(āo)槽可以(yǐ)聚集潮氣來加強混凝(níng)土陽極界麵的電導。
12m長的陽極放置(zhì)在平均海拔高度的混凝土橋墩(dūn)的中心。按基的尺寸和潮水改變的需要(yào)可以輕鬆(sōng)改變其長度和寬度,盡管12m長在大多數情況(kuàng)下是足夠的。陽極通過機械連接將有凹槽的一麵安放在的表麵上(shàng),或者(zhě)通過矽製可(kě)循環塑性壓縮儀表板,用橡膠支座將其與傳導橡膠和儀表板連接起來。柔軟的矽膠(jiāo)墊層容許傳導橡膠適應混凝土表麵(miàn)的不規則變化。所有的這些構件用粘合劑(jì)連接,並且固(gù)定在基表麵的19cm寬度不鏽(xiù)鋼帶上。整流(liú)器安放在橋梁(liáng)上(shàng)的方便位置,電線安置在陰極防腐區的導管內。
安裝了個係統用來監測,這個(gè)項目由美國聯邦公路局示範性項(xiàng)目公司資助。一台穩定電壓整流器初是用來產生係統(tǒng)電流的,但是出於評估的目的後來(lái)用穩定的電流限製儀器(qì)代替了它(tā)。新的整(zhěng)流器在初的極化過程中產生了預期的恒定電流,同時當需要減少電流的時候還可以通(tōng)過限製預先設置電壓的極限值的方法降(jiàng)低其電壓。係統利用(yòng)EL(ogI標準(zhǔn)施(shī)加電壓,此標準能確(què)定有效(xiào)的(de)陰極防腐電流電量。
EL(ogI測試(shì)結構表明需要的保護電流為0應的電壓為一0710V(Cu/CuSO4),每傾斜4N4S方向也加了電壓,EL(ogI值為0284A相應的電壓為一0.359V.4N方(fāng)向加了標準值之上的電壓關於利用恒定電流限製電壓整流(liú)器代替原有的整流器的情況,電(diàn)流設(shè)置為0530A,可以保持極化的防腐(fǔ)電(diàn)壓為一(yī)(Cu/Cu-SO4)。4S方向是利用恒定電流限製電壓整流器加壓。通過3年(nián)定期(qī)的(de)觀測表明平均極化電(diàn)勢值為384mV,來自靜態值。還發現在潮水(shuǐ)濺到的麵積處會發生陰極防腐極化現象,通過觀測放置在海麵下的陽極的電極我們發(fā)現基浸在(zài)水下的部分也會(huì)逐(zhú)漸的發生極化現象。除了現場觀測外,也進行了實驗室的監測,來確定係統的平均有效(xiào)期限。初的(de)結果表明使用期限在5年到17年之間長時間的(de)實驗室(shì)觀測表(biǎo)明使用期(qī)限超過了20年。
係(xì)統在經濟上是可行的,類似的係統也安置了Ribault河(hé)的橋梁、F1和HowardFranklami的橋梁上。此係統(tǒng)建議安裝在有初步腐蝕跡象的基上。因為陽極要(yào)求均勻的混凝(níng)土表(biǎo)麵,要對破碎的混凝(níng)土進行(háng)修(xiū)補。
33有(yǒu)塗層的鈦網陽極鈦網(wǎng)陽極是一(yī)種擴展的具有催化作用的陽極(jí),它外麵有金屬氧化物塗層,能夠使混凝土產生334mA/m2的電流輸出,而(ér)不會產生副作用影響混凝土的使用期限。陽極網片利用(yòng)塑料扣件直接安裝需(xū)要受(shòu)到保護的結構的表麵。
網片折疊(dié)起(qǐ)來有12m寬,通過一根鈦(tài)棒(bàng)經過焊(hàn)接後可以拚接在一起形成(chéng)更寬的網片。鈦棒延(yán)長到保護麵積的外部用來(lái)和整流器中的電線形成連接(jiē)。安裝在(zài)混凝土(tǔ)上,陽極埋(mái)入混凝土5lcm的深度FDOT進行評估的這種類(lèi)型的批係統安裝在HowardFrarililarni橋的橋墩上,橋墩(dūn)是由3個正方(fāng)形的(de)墩帽,3個矩形的橋(qiáo)墩和2個支撐構成。在漲潮的時候,橋墩的底部直接與潮水接觸,此時柱子和支撐大部分保持幹燥(zào)的狀態(tài)。盡管(guǎn)此係統是一個單循環係統,在每個基礎構件上還是提供了電極,以(yǐ)便在每個區域的電勢能夠單獨地測量出。此係統是(shì)由陽極製造商(shāng)提供的,而且在施工的過程中還提供了質量(liàng)控製(zhì)係統。
在安裝完畢(bì)後,係統根據(jù)ELogI標準(zhǔn)進行(háng)加(jiā)壓。對於1區(柱(zhù))2區(qū)(支撐)3區(柱(zhù)腳)的靜態電(diàn)勢進行測量分別得到0290V,一0441和一0464V所有(yǒu)的電勢都是利用埋置在混凝土(tǔ)中的Ag/AgCl電極測得的。對於加壓情況,極化電勢分別為一0357V,一0400V和一0570V.加初始化電勢的兩周後,極化電勢測得為一(yī)域1的170mV到區域3的216mV之間變化。
在整(zhěng)個測量過程中收集的電壓數據表明了令人滿意的情況。盡管初的6個月,混凝土中的泥漿與水產生了(le)接觸,部分己經從原(yuán)來的(de)混凝土表麵分層。這種分層是由於泥(ní)漿的物理性質所致(zhì),不能在潮濕的條件下和現有的(de)混凝(níng)土形成(chéng)良(liáng)好的粘結。盡管有這種現象的出現,但是還是有保護電流從鹽(yán)水中釋放出來並且沒有影響鋼筋的(de)保護電勢。
其(qí)他的陰(yīn)極防腐係統的測試還(hái)有4h的去極化測試(shì),產生了132~214mV的極化損失。此時,係統適(shì)用於不與潮水接觸(chù)的混凝土構件。
34封裝在結構塗層中的鈦網這種(zhǒng)係統中的陽極是具(jù)有催化作用(yòng)的擴展鈦網陽極,等效於(yú)在前麵章節中描述的(de)陽極。此係統(tǒng)應用在大體積橋梁(liáng)混凝土構件上,這些構件由(yóu)於(yú)沒有足夠的(de)配筋,或者腐(fǔ)蝕使本(běn)身的(de)性能降低因而需要(yào)結構修複。此係統將結構修複和腐蝕控製結合(hé)起來。安裝這個係統(tǒng)需要去掉現存的分層混凝土和(hé)清除混凝土表麵的殘餘物質和暴露的鋼筋。如果混(hún)凝土中的裂縫己經用水泥漿填充,催化鈦網陽極就可以(yǐ)安裝在混凝土表(biǎo)麵。按結構維修的要求(qiú),在結構構件(jiàn)的周圍要安裝足夠的鋼筋籠。在現有的鋼筋和新的鋼筋之間要做好絕緣措施,因為在充(chōng)電的時候,兩個鋼筋係統會產生不同的電流(liú),由於周(zhōu)圍混凝土的存在,較舊的鋼筋會表現出較高的腐蝕情況。
個這樣的係統安裝在佛羅裏達的新月形海灘的VerleAllenP(ope橋梁上。係(xì)統安裝在8個橋(qiáo)墩上,此結構由於體積中沒有足夠的鋼筋致使結(jié)構退化。因此產(chǎn)生的裂縫使具有侵蝕作用的鹽水進入混(hún)凝土中,結果使鋼筋(jīn)嚴重腐蝕和混凝土脫(tuō)落。係統的設計在每(měi)個橋墩處,提供了恒定的電(diàn)流電壓整流(liú)器。僅僅對現有鋼筋(jīn)進行(háng)初始加壓,在需要(yào)的時候對與係統相連的新的鋼筋進(jìn)行定期的監測。
在安裝完成後(hòu),FDOT的人員按(àn)ELogI標準(zhǔn)對係統進行了加壓,並對係統的性(xìng)能進(jìn)行嚴密的監測(cè)。對於4個係統的(de)靜態電勢(shì)變化範圍在一(yī)0523~―0603V(Cu/Cu-SO4)同時EL(ogI測試結果表明(míng)陰極防腐電勢在大約100mV的周圍變化(huà)。在加壓的兩周後,電壓值從0化到了靜態值0428V在進行了兩年的觀測後,發現係統(tǒng)在使電(diàn)流從陽極流動到鋼筋表麵是很有效的,這種現象通過長期(qī)的極化(huà)電勢反應可以(yǐ)得到證明。非常有趣的是,由於鋼筋不足而產生的結構裂縫在其中的一(yī)個柱腳處當修複(fù)完畢後很快又出現了(le)。在3年期間,出於(yú)對結構的考慮己經替換了柱腳(jiǎo),當柱腳破壞被替換或者是鋼筋被取出後,通過對其進行可視化的檢查,發現安裝在(zài)鋼筋上的陰極防腐係統處(chù)在一個自由腐蝕水平。
以下的方法對於橋(qiáo)梁是成功的,采用(yòng)了(le)一個與其相似的係統組合(hé)在一起(qǐ)應用在(zài)兩(liǎng)座橋梁上。在這些橋梁上,係統和需(xū)要先張預(yù)應力的結構修(xiū)複技術組合在一起。在多數情況下這個係統證明在控製腐蝕方麵是有效的。
35外加電流CP樁塗層係統這個係統是專門對橋梁的腐蝕控製而設計的。象前麵討論的係統一樣,它由外加電流構成,提供外部能量(liàng)供給陰極保護電流。此係統用的陽極是擴展的鈦網(wǎng)陽極,懸掛在標準的玻璃鋼的內表麵。玻璃鋼放置在低海拔的柱周圍並(bìng)且(qiě)向上延長1.8m護套長(zhǎng)度根據(jù)現有的損壞程度確定。護套(tào)在混凝土和玻璃鋼的表麵提(tí)供了統一的環形空間可以注入混凝土(tǔ)。在CP護套外側的(de)任何毀(huǐ)壞都(dōu)用較好(hǎo)質量的(de)水泥進行了修複。
佛羅裏達的公路交通局采用了(le)這個係統,首批係統安裝在acksonville的Ribault河的橋(qiáo)梁的44個(gè)上,在這(zhè)個計劃(huá)中,護套12m高並且放置在高海拔的中心。這個係統包括在橋梁上的不同位置(zhì)安裝的4個整流器,能夠在每個上提供單獨的電流輸出調整。安裝護套的時候需要將所有老化的混凝土去掉,清(qīng)除(chú)在混凝土(tǔ)表麵的雜質和暴露的鋼筋殘片。因為護套後要充滿水泥漿,不需(xū)要對混(hún)凝土進行修複。陽極護套安裝要注入水泥漿,導線(xiàn)係統安裝能夠提供鋼筋和(hé)陽極與整流器的連接。
在4個方向上按EL(og/標準進行加壓(yā),對其餘的係統按一850mV標(biāo)準。初的電流(liú)密度在極化電勢為64mA/m2的情況下以穩定的電流變化變化範圍在9~22mA/m2之間。極化電勢在一0.780~―0990V之間變化。在(zài)兩種情(qíng)況下,通過定期(qī)的電壓非(fēi)極化測試表明陰(yīn)極防腐是有效的方法。此係統己經成為了FDOT的標準的修複技術。
36噴(pēn)射中(zhōng)和鋅離子金屬係統此係(xì)統(tǒng)屬於(yú)中和(hé)陽極係統。利用鋅陽極在鋼材中有較高的電勢,可以提供陰極防腐電(diàn)流。鋅陽極電勢大約(yuē)11V,當侵蝕鋼材的電(diàn)勢為一0安裝過程包括清除老化混凝土表麵的雜質(zhì)和利用噴砂器清除(chú)混凝土和鋼筋表麵的殘餘物(wù)質。鋅離子應用在混凝土表麵和鋼筋的表麵。在鋼筋的表麵噴射鋅離子可以提供鋼(gāng)材和鋅離子的電極連接(jiē)。利用這種方式,鋅離子直接保護暴露的鋼(gāng)筋,同時在混凝土內部的(de)鋼筋得到了陰極防腐電流。
鋅陽極的應用與噴塗技(jì)術相類似。手持噴槍中的兩(liǎng)個鋅線之間產生了電弧。在噴槍的噴口處鋅熔化的同時將鋅噴(pēn)射到混凝(níng)土表麵(miàn)。鋅塗層的厚度(dù)在038~05mm範圍(wéi)變化。混凝土與鋅的結合強度大約是1034kPa,此係統可以起到中和(hé)電流或者外加電流係統的作用,盡管EDOT僅僅將其用在中(zhōng)和陽極(jí)方麵。
1989年在(zài)Niles隧道橋的5根(gēn)圓(yuán)形柱上,我們對此係統(tǒng)進行了初始評估。柱子的直徑是09m,由環氧塗層鋼筋構成。所有的柱子到了含有明(míng)顯裂縫的腐蝕階段。其中的3根柱子表麵噴塗了(le)鋅離子,並且進(jìn)行(háng)了定期的可視化監測和完整測試,以便能(néng)夠觀測腐蝕的發展情況。另外的兩個柱子在噴塗鋅離子之(zhī)前安裝(zhuāng)了儀器(qì)以(yǐ)便能夠(gòu)測(cè)量電流和極化現象。在這兩根柱子的鋅離子表麵上所有高度範圍內進行了超過100mV的極化電(diàn)壓測量。係統分配的保護電(diàn)流保持在0免A/cm2,5年(nián)後,僅僅有1根柱子的1根鋼筋有(yǒu)腐蝕發展的跡象。
陽極的預計使用期限在7 ~8年之間,這期間需要重新進行金屬(shǔ)噴塗。建議係統不要應用在直接與水接觸的情況,因(yīn)為這樣會增(zēng)加陽極的消耗速度,而且明顯地降低陽極(jí)的使用壽命,同時還對含有標準鋼筋的結構進行了其他評估。
在標準鋼筋中(zhōng)保護電流(liú)的分(fèn)布大約是11A/cm2,其他情況下極化電(diàn)壓超過了100mV與此同時,FDOT將(jiāng)這個係統應用在8座以上的橋梁(liáng)上,噴塗鋅離子的(de)混凝土麵積超過了18400m\這個係統的整體性能(néng)成功率達到了37穿孔鋅板係統這種係統能夠在噴塗鋅離子的高度處對橋梁的混凝土提供腐蝕保護。此(cǐ)係統由(yóu)一(yī)張鋅網構成,它牢固地固定在混凝土(tǔ)的表麵,並通過機械裝置與鋼筋相連。鋅網從經濟角度來講是可行的,符合ASTMA―190標準,化學成分為99.9純鋅。鋅網的重量為7.9kg/m\鋅網片放置(zhì)在有足夠大空間的籠(lóng)子中,可以包在混凝土的四周。籠子通過(guò)特(tè)殊設計的方(fāng)法固定在混凝(níng)土上,此方法為5根36級不(bú)鏽鋼帶(dài)和可以循環使用的木/塑料麵板(bǎn)。麵板50為塑料、50為木纖維,可以在內表麵形成凹槽,容許潮氣的聚集還可以衝洗形成鋅氧化物。鋅網陽極通過多股銅線或者其他合適的(de)連接方式與鋼筋相連。
係統安裝在漲潮高度的(de)中心處。為了對水下(xià)部分提(tí)供保護,一個重量為21.8kg的鋅陽極在水麵下06m的高度處(chù)附著在上。第二個陽極的主要功能是讓水下的也產生極化效應,這(zhè)樣就可以防止在漲潮時,由於海水與多孔陽極(jí)接觸使多孔鋅(xīn)陽極產生的電流被此區域的(de)鋼筋吸引。大體積的陽極在同一個位置與連接,象鋅網(wǎng)陽(yáng)極通過1根No 6銅線的連接情況一樣。
對此係統進行的階段評估是在BBMcCormick橋的10根上進行的。所有的橋墩都安裝了這個係統,可以(yǐ)測量(liàng)鋼筋(jīn)的電壓(yā)和電流(liú)。其中的兩(liǎng)個橋墩每隔0305m的高度安裝了此係統,進行對(duì)陽(yáng)極和鋼材電流密度的測(cè)試。在較低的高度且高(gāo)密度(dù)電流的(de)情況下,保護電流的密度在86~17.0mA/m2範圍內變化。在橋墩處形成電勢反(fǎn)方向的極化電勢,較高海拔處的靜態測(cè)量值變化水(shuǐ)平為300 ~430mV通過計算得到由鋅陽極產生(shēng)的電流值超過了鍍鋅範(fàn)圍內產生(shēng)的腐蝕(shí)電流,此現象可以通過測量的極化電壓得以證明,因此可以提供有效的陰極防(fáng)腐電流。而且利用循環使用的材料,在需(xū)要較少維護的同時造價也(yě)很低,是一種相對於外加電流係統更具有吸引力的替(tì)代方(fāng)法。
38中和陰級防腐樁護套中和陰極防腐(fǔ)係統是由佛羅裏達交通(tōng)運輸局開發的能對橋梁橋墩實現陰極(jí)防腐的係統。橋梁的橋墩(dūn)由於腐蝕的發展需要對其進行修複。此係統保護了橋墩水下的部(bù)分、水侵蝕的部分和在上的部分。係統由標準的鋅護套構成,能夠在內部提供擴展的鋅陽極網,在水下06m處還可以安裝大(dà)體積與鋼筋相連的鋅陽(yáng)極(jí)。如(rú)果有必要,噴塗鋅離子可以應用在護套的上麵來(lái)控製在這個高度處的任何(hé)腐(fǔ)蝕。
護套分成兩片,其中有固定的玻璃鋼可以(yǐ)在護套(tào)的內表麵預先安裝擴展鋅網。
安裝步驟包括去除橋墩表麵的老化的混凝土,清理混凝土殘餘物和暴露的鋼筋。然後將護套從較低的海(hǎi)拔高度(dù)開始安裝在橋墩的周圍,在橋墩的表麵和玻璃鋼之(zhī)間留有51cm的環形間隙。大體積陽極安裝在水下的指定位置,連接線纜位於護(hù)套的上方和陽極鋼筋連接的位置。然後在護(hù)套中注(zhù)入砂(shā)漿,鋅陽極網片和鋅陽極就和(hé)鋼筋連接起(qǐ)來(lái)。
填充的材料為單位(wèi)體積的水泥(ní)小量為558kg/m3的波特蘭水泥砂漿。
初的現場測試(shì)是在Broward河(hé)大橋的兩個標準的鋼筋混(hún)凝土橋墩上進行的。橋墩上安(ān)裝了能夠測量係統電流和鋼筋電勢的儀器。采用了NACE的極化電壓(yā)100mV和極化損失標準對陰極防腐係統(tǒng)性能進行評估。在加壓的時(shí)候,鋼筋的電勢從平均的靜態值一0305V變化到平均電勢值一0408V,同時包括極化(huà)電壓一(yī)400天後(hòu),電勢(shì)提高到了一0676V包括極化電壓一0533V.與此同時在其他的橋墩上進行極化電壓損失測試,橋墩A的損(sǔn)失(shī)為118mV,橋墩B的損失為165mV此係統的耗資與標準的橋墩護套的耗資(zī)比較起來是令人滿意的。
4總結(jié)佛羅裏達交通局利用陰極防腐技術減少混凝土中(zhōng)的鋼筋的腐蝕,此(cǐ)項工程進行了20多年。同時,陰極防腐技術己經發展成為(wéi)實用並得到國際認可的控製腐蝕的(de)方法。
不同於修複技術或者護套技術,陰極防腐技術阻止了由於腐蝕的發展而(ér)引起的原有混凝(níng)土的進一步腐蝕。
雖(suī)然在所有的應用中不能采用同一種防腐技術,幾種技(jì)術的可行性保證了陰極防腐方法可以(yǐ)應用在單獨簡單的結構或更(gèng)為複(fù)雜的結構。



