混凝土钢筋牺牲阳极包覆层关键性的探究.pdf
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1、全面腐蚀控制第37卷第08期 2023年08月59经验交流Experience Exchange技术混凝土钢筋牺牲阳极包覆层关键性的探究刘本立张 朋成 峰陈子璇任晓坤(山东省公路桥梁建设集团有限公司,山东 济南 250014)摘 要:随着阴极保护系统应用领域的不断扩大,以及钢筋混凝土的阴极保护日益增加的需求,但是由于混凝土介质环境的特殊性,对阳极有效活化、工作都有一定的影响作用。为确保牺牲阳极在特殊环境下的正常工作,有必要在牺牲阳极与混凝土介质中增加必要的介质进行研究和探究。关键词:牺牲阳极包覆层混凝土中图分类号:TU997 文献标识码:A DOI:10.13726/ki.11-2706/tq
2、.2023.08.059.04Study on The Criticality of Sacrificial Anode Coating for Concrete ReinforcementLIU Ben-li,ZHANG Peng,CHENG Feng,CHEN Zi-xuan,REN Xiao-kun(Shandong Road&Bridge Construction Group Co.,Ltd.Jinan 250014,China)Abstract:With the continuous expansion of cathodic protection system applicatio
3、n field and the increasing demand of reinforced concrete cathodic protection,but because of the particularity of concrete medium environment,the effective activation and work of sacrificial anode have a certain effect.In order to ensure the normal work of sacrificial anode in special environment,it
4、is necessary to add necessary media in sacrificial anode and concrete for research and exploration.Key words:sacrificial anode;coating layer;concrete作者简介:刘本立(1981),男,山东成武人,高级工程师,本科,主要研究方向为公路桥梁。0 引言钢筋混凝土结构的过早失效大多是由于其中的钢筋腐蚀所致,对于混凝土中钢结构的保护研究已经成为一项紧迫且具有实际意义的课题1。对于金属构筑物来说,阴极保护作为一项行之有效的保护技术,有着施工简单,不受金属构筑物
5、表面施工工艺影响等优点。常用的阴极保护技术分为外加电流阴极保护法和牺牲阳极法两种方法,牺牲阳极法具有安装方便,运行成本低,无须后期专业维护等优 势2,相较需要日常维护的外加电流阴极保护法更适合在难以进行维护的钢筋混凝土结构中。牺牲阳极法是由活泼金属与钢结构组成原电池,通过失去电子达到保护钢筋的效果。而在混凝土结构中,常规牺牲阳极会因其生成的腐蚀产物无法有效扩散,导致阳极表面钝化而失效。因此,混凝土中牺牲阳极的应用的关键是需要特殊的阳极包覆层以辅助阳极产物的扩散。本研究旨在研究不同包覆环境下牺牲阳极系统的工作状态及其有效性,对混凝土中钢筋阴极保护技术的发展与应用有重要意义。TOTAL CORRO
6、SION CONTROLVOL.37 No.08 AUG.202360经验交流Experience Exchange技术1 理论实验条件与方法1.1 实验材料的选择通常情况下,牺牲阳极常常选用锌合金牺牲阳极、铝合金牺牲阳极及镁合金牺牲阳极;在工作条件下,铝合金牺牲阳极的膨胀率较高,且铝阳极表面易结壳;镁阳极的电动势较高,工作电压较高,在混凝土环境下易产生氢脆,反而不利于混凝土结构的完整性;锌合金牺牲阳极相对而言电动势及工作电压最低,腐蚀产物松散且工作时膨胀率较低。因此,混凝土内钢筋的保护选择锌合金牺牲阳极。锌合金牺牲阳极采用符合GB/T 4950-2021锌合金牺牲阳极中I型成分的锌合金牺牲阳
7、极,具体成分如表1所示,每块锌合金牺牲阳极净重约1kg。在混凝土环境中锌合金牺牲阳极必须被远高于混凝土环境的高GB碱性的环境所包覆,以防止钝化,pH值应至少为14。强碱性物质如LiOH、NaOH或KOH可用于活化锌合金3-7。锂离子具有很好的亲水性与保水作用,有助于阳极的活化及电流的发散,所以锌合金外包覆层中的碱性活化剂首选为LiOH。NaOH或KOH也可用作锌合金外包覆层的活化剂,但是在使用的过程中,需要添加少量LiOH。由于混凝土体系十分复杂,要综合考虑多种因素的影响8混凝土模型实验材料选用HRB400钢筋,间距150mm,混凝土为C55,混凝土中钢筋焊接两处钢片作为测试点及阳极连接点引出
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