1簡介腐蝕混凝土構件中鋼筋的腐蝕是設計位於水中的結構所(suǒ)主要關心的問題,也是位於含鹽環境(jìng)或者其他(tā)腐蝕性介質中的建築所產生的主要問題。
在(zài)正常條件下混凝土為堿性材料,由於氫氧化鈣的(de)存在其PH值大(dà)約在12 5左右,在(zài)這個值下鋼筋的表麵會形成一層保護膜來抑(yì)製腐(fǔ)蝕活動。當PH值降低到腐蝕侵入或者碳酸(suān)飽和時,在鋼筋周圍的保護層會退化,腐蝕會展開。
混凝土中的鋼筋的腐(fǔ)蝕使混凝土開裂。鋼材截麵的縮小加速了鋼筋的腐蝕,減少(shǎo)了鋼筋(jīn)和混凝土之間的結合。混凝土與鋼材截麵的縮(suō)小和它們之間相互(hù)作(zuò)用的減(jiǎn)小使結構物的剛度變小,終引起承載能力的下降。如果這種循環作用(yòng)發展下去的話,結構終會失去作(zuò)用。
常規的非電化學複原技術例如修補,壓(yā)力灌漿,或者外部塗(tú)層僅僅能夠(gòu)提供暫時的(de)修複,因(yīn)為(wéi)這些方法隻是針對腐(fǔ)蝕的結果而不是腐蝕問題本身。的能夠減(jiǎn)輕鋼筋(jīn)混凝土中(zhōng)鋼筋腐蝕的修複(fù)技術是陰極防腐技術。
陰極防(fáng)腐陰極防腐的(de)概念是通過陽極釋放電流使金屬極化(huà)來達到保護目的。從(cóng)外置陽極(jí)釋放的電流在金屬的相反方向使金(jīn)屬極化,因(yīn)此使(shǐ)氧化反應降低到可以忽略的(de)程度。
陰極防腐通過外部直接電流應用到混凝土中的鋼筋上(shàng)來控製鋼筋的腐蝕。在鋼筋的表麵提供了額外的(de)能量來阻止腐蝕的發展。因為腐(fǔ)蝕本身是一個電化學反應,通過控製電流可以控製腐蝕。
有兩種陰極防腐係統:(a)外加電流係統;(b)電流陽極係統。外加電流利用外部能源提供外部陽(yáng)極釋放的電流到陰極保護的金(jīn)屬上。電流(liú)陽極係統利用金屬的高(gāo)電勢與保護金屬產生的反應提(tí)供保(bǎo)護電流。
在20世紀70年代中期,由(yóu)於定期維護帶來的較高的費用,人們(men)在努力尋求一種有效的修複(fù)方法,此種方法能夠阻止(zhǐ)由於腐蝕而產生的結(jié)構中混(hún)凝土強度的進一步損失,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(luó)裏達(dá)交通局(jú)在16座橋梁上安放了陰極防腐係統來減少由於腐蝕發展而產生的混凝土的(de)強度退化。這些係統包括外加電流和電流(liú)陽(yáng)極係統。其中的一些修複方法己經成(chéng)為這個部門(mén)的標準方(fāng)法。表(biǎo)1列出了本文所要討論的引用於係統的正(zhèng)常工作電(diàn)流和極化(huà)電壓表1陰極防腐係統的通用性能係統使用期初始電流穩態電流靜態初(chū)靜態後(hòu)始極化期極化傳導橡膠水泥砂漿中的鈦網結構保護層(céng)中的鈦網基保護層中的鈦網電弧噴鍍鋅陽極穿孔鋅片基保護層中的鋅陽極工程師,從事(shì)結構設(shè)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(fǔ)電流之前測(cè)量要保護金(jīn)屬的靜態電壓。此自然電勢可以作為一個點,通過這個點我們可以確定陰極防腐係統所需的(de)電流值。當(dāng)係統產生電流時,電勢沿相反的方向移動(dòng),使金屬極化為電(diàn)勢陰(yīn)極與外部陽極反應。也就(jiù)是反方向100mV的極化電壓能夠提供足夠的陰極保護。
這些係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(què)定成功性能的標準包(bāo)括100mV極化電設(shè)腐蝕標準,和ELogI標準。所有這些標準中,為通用和有效的(de)是100mV極化電壓/腐蝕(shí)標準測試。但是,對於試驗係(xì)統而言,ELogI標準更加準(zhǔn)確,因為它(tā)提供了理解和(hé)分析係統電流行為的必要信息。
極化腐蝕試驗測試的標準,假定當阻礙陰極防腐電(diàn)流循環時,保護金屬的電勢將會(huì)失去其極化保(bǎo)護而變成自然電壓。在這一點(diǎn)電壓腐蝕可以測得,並且極化作(zuò)用也可以通過(guò)簡單的數學計算方法確定。盡管腐蝕率會因為結構的不同而(ér)變化100mV的腐蝕被確定為標注的陰極防腐(fǔ)判斷標準。本文討論的(de)去(qù)極化測試結果可以在其他中找到。
ELogI標準是通(tōng)過準確測得處於(yú)陰極防腐金屬的極化電壓而(ér)製定。在此測試中,應用於金屬(shǔ)的電流在預定的間(jiān)隔中有較小的增量,同時電流每次增加電勢的反應都會測出。得到的電壓結果用(yòng)應用電流值的(de)對數(shù)形式繪(huì)出(chū),曲線表示了係統所建立的電勢特點。從這個曲線中,可以確定諸如腐蝕電流和陰(yīn)極防腐(fǔ)小電壓和電流等參數。
3試(shì)驗係(xì)統(tǒng)31傳導塗層(céng)係統1984年,佛羅裏達交通局對個陰極防腐係統進行了(le)評估。這個(gè)係統被安(ān)置在東海岸的兩座有標注的梁(liáng)、板(bǎn)和柱的橋梁上。此係統(tǒng)由注入大量碳來提高(gāo)傳導性能的(de)具有塗層的陽極(jí)構(gòu)成。陽極塗料應用於混凝土表(biǎo)麵,並且與能夠提供(gòng)陰極保護電流的傳感器相連。
在橋墩上,因為(wéi)塗層不能應用於潮濕的混凝土表麵,所以從潮汐海拔13m的高度處應用塗層。在梁和(hé)橋板表麵整個需(xū)要保護的混凝土表麵全部塗上塗層。整流器安放在橋的中心部位,電線埋置在每個陰極保護區的導管內。
在當時沒有建立可行的用來估計(jì)陰極保護性能的標準,隻好采用對管道的現行標準。對於初始電壓(yā),觀測鋼筋的電勢差的初始變化。初得到的鋼材電勢差滿足預(yù)定的(de)陰極防腐標準一0850V(Cu/CuS4)。在所(suǒ)有的梁和橋麵區域,可以應用陰(yīn)極防腐技術。然而,在(zài)橋墩和直接與潮(cháo)水接觸的構件上(shàng),係統不能將電勢維持在一個可以接受(shòu)的保護水平上,這個水平在一0850V以下波動。通過觀測(cè)可以發現當潮水與陽極發生接觸(chù)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(biàn)影響了係統的電(diàn)流的分布。在這些麵積上的塗層與混(hún)凝土立即失去(qù)結合,沿著己經受到保護的麵積產生了不均勻分(fèn)布的電流係統一直保持(chí)工作狀態,在結構由於功能失效的7年時間裏係統進行周密的監測。
32傳導橡肢陽(yáng)極係統(tǒng)基於以前的討(tǎo)論和試驗,具有統(tǒng)一電流分布且可以和水(shuǐ)直接接觸的專門針對橋梁基的陽極被開發出來。該陽極是由裝有黑色碳的橡膠墊層構成,能產(chǎn)生15Qcm的電阻率。橡膠陽極有凹槽的一邊可以容許(xǔ)在陽極混凝土(tǔ)接觸麵聚集的鹽和雜質被水衝洗掉。同時,凹槽可以聚(jù)集潮氣來加強混凝(níng)土陽極界麵的電導。
12m長的陽極(jí)放置在平均海拔高度的混凝(níng)土橋墩的中心。按基的尺(chǐ)寸和潮水(shuǐ)改變的(de)需要(yào)可以輕鬆改變其長度和寬度,盡管12m長在(zài)大多數情況下是足(zú)夠的。陽極通過機械連接將有凹槽的一麵安放在的表麵上,或者通過矽製可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。柔軟的矽膠墊層容(róng)許傳導橡膠適應混凝土表麵的不規則(zé)變化。所有的(de)這些構件用粘合劑連接(jiē),並且固定(dìng)在基表麵的19cm寬(kuān)度不鏽鋼帶上。整流器安放在橋梁上的方便位置,電線安(ān)置在陰(yīn)極防(fáng)腐區的導管內(nèi)。
安裝了個係(xì)統用來監測,這個項目由美國聯邦公路(lù)局示範性項目公司資助。一台穩定電(diàn)壓整流器初(chū)是用來產生係統電(diàn)流的,但是出於評估的目的後來用穩定的電流限製儀器(qì)代替了它。新的整流器在初的極化過程中產(chǎn)生了預期的恒定(dìng)電流,同時當需要減少電流的時候還可以(yǐ)通過限製預先設置(zhì)電壓的(de)極(jí)限值的方法降低其電壓。係統利用EL(ogI標準施加電壓,此標準能確定有效的陰極防腐電流電量。
EL(ogI測試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器代替原有的整流器的情況,電流設置為0530A,可以保持極化的防腐電壓為一(Cu/Cu-SO4)。4S方向是利用恒定電(diàn)流限製電壓整流器加壓。通過3年定期的觀測表(biǎo)明平均極(jí)化電勢值為384mV,來(lái)自靜態值。還發現在潮水濺到的麵積處會發生(shēng)陰極防腐極化現象,通過觀測放(fàng)置在海麵下的陽極的電極我們發現基浸在水下的部分也會逐漸的發生極(jí)化現象。除了現場觀測外,也進行了實(shí)驗室的監測,來確定係統的平均有效期限(xiàn)。初的結果(guǒ)表明使用期限在5年到17年之(zhī)間長時間的(de)實驗室觀測表明使用期限超過了20年。
係(xì)統在經濟上是可行的,類似的係統也安置了(le)Ribault河的橋(qiáo)梁、F1和HowardFranklami的橋梁上。此係統建議安裝在有初步腐蝕跡象的基上。因為陽極要求(qiú)均勻的混(hún)凝土表麵,要對破碎的混凝土進行修補。
33有(yǒu)塗層的(de)鈦網陽極鈦網陽極是一(yī)種擴展的具有催化作用(yòng)的陽極,它外麵有金屬氧化物(wù)塗層,能夠使混(hún)凝(níng)土產(chǎn)生334mA/m2的電流輸出,而不會產生副作用影響混凝土的使用期限。陽(yáng)極(jí)網片利用(yòng)塑料扣件直接安裝需要受到保護的結構的表麵。
網片折疊起來有12m寬(kuān),通過一根鈦棒經過焊接後可以拚接在一起形成(chéng)更寬的網片。鈦棒延長(zhǎng)到保護麵積的外部用來和整流器中的電線形(xíng)成連接。安裝在混凝土上,陽(yáng)極埋入(rù)混凝土5lcm的深度FDOT進行評估的這種類型的批係統安裝在HowardFrarililarni橋的橋墩上,橋墩是由3個正方形的墩帽,3個矩形的橋墩和2個支撐構成(chéng)。在漲潮的時候,橋墩的底部(bù)直(zhí)接與(yǔ)潮水接觸,此時柱子和支撐大部分保(bǎo)持(chí)幹燥(zào)的狀(zhuàng)態。盡管此係統是一個單循環係統(tǒng),在(zài)每個基礎構件上還是提供了電(diàn)極,以(yǐ)便在每個區域的電勢能夠單獨地(dì)測量出。此係統是由陽極製造商提供的,而且在施工(gōng)的過程中還提(tí)供了質量控製係統。
在(zài)安裝完(wán)畢後,係統根據ELogI標準進行加壓。對於1區(柱)2區(支撐)3區(柱腳)的靜態電勢進行測量分別得到0290V,一0441和一0464V所(suǒ)有的電(diàn)勢都是利用埋置(zhì)在混凝土中的Ag/AgCl電(diàn)極測得的。對於加(jiā)壓情況,極化電勢分別為(wéi)一0357V,一0400V和一0570V.加初始化電勢(shì)的兩周後,極化電勢測得為一域1的170mV到區域3的(de)216mV之間變(biàn)化(huà)。
在整個測量過程中(zhōng)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)來的混凝土表麵(miàn)分層。這種分層是由於泥漿的物理性質所致(zhì),不能在潮濕的條件(jiàn)下和現有的混凝土形成良好的粘(zhān)結。盡(jìn)管有這種現象的出現,但是還是(shì)有保護電流從鹽水中釋放出來並且沒(méi)有影響鋼筋的保護電勢。
其(qí)他的陰極防腐係統的測試還有4h的去極化測試(shì),產生了132~214mV的極化損失。此時,係(xì)統適用於(yú)不(bú)與潮(cháo)水接觸的混凝土構件。
34封裝在結構塗(tú)層中的鈦網這種係統中的陽極是具有催化作(zuò)用的擴展鈦(tài)網陽極,等(děng)效於在前麵(miàn)章節中描述的陽極。此係統應用在大體積橋梁混凝土構件上,這些構件由於沒有足夠的(de)配筋,或者腐蝕使本身的性能降低因而需要結(jié)構修複。此係統(tǒng)將結構修複和(hé)腐蝕控製結合起來。安裝這個係統需要去掉現存的分層混凝土和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(zhōng)的裂縫己經用水泥漿填充,催化鈦網陽極就可(kě)以安裝在混凝土表麵。按結構維修的要求,在結構構件的周圍要安裝足夠的鋼筋籠。在現有(yǒu)的鋼筋和(hé)新的鋼筋之間要(yào)做好絕緣措施,因為在充電的時候(hòu),兩(liǎng)個鋼筋係統會產生不同的電流,由於周圍混凝土的存(cún)在,較舊的鋼筋會(huì)表現(xiàn)出較高的腐蝕情況(kuàng)。
個這(zhè)樣(yàng)的(de)係統安裝在佛(fó)羅裏達的新(xīn)月形海灘的VerleAllenP(ope橋梁上。係統安裝在8個橋墩上,此結構由於體積中沒有足夠的鋼筋致使結構退化。因此產生的裂縫使具有侵蝕作(zuò)用的鹽水進入混凝土中,結果使鋼筋嚴重腐蝕和混凝土脫落。係統的設計在(zài)每個橋墩處,提(tí)供了恒定的電流電壓整流器。僅(jǐn)僅對現有鋼筋(jīn)進行初始加壓,在(zài)需要的時候(hòu)對與係統相連的新的鋼筋進行定期的監測。
在安(ān)裝完成後,FDOT的人員按ELogI標準對係統進行了加壓(yā),並對係統的性能進行嚴密的監測。對於4個係統的靜態電勢變(biàn)化範圍在一0523~―0603V(Cu/Cu-SO4)同時EL(ogI測試結果表明陰極防腐電勢在大約100mV的周(zhōu)圍變化(huà)。在加壓(yā)的兩周後,電壓值(zhí)從0化到了靜態值0428V在進行了兩年的觀測後,發現係(xì)統在使電(diàn)流從陽極流動到鋼筋表麵是很有效的,這種現象通過長期的極化電(diàn)勢反應可以得到證明。非常有趣的(de)是,由於鋼筋不足而產生的結構裂縫在其中的(de)一個柱腳處當修複(fù)完畢後(hòu)很快又出現了。在3年期間,出於對結構的考(kǎo)慮己(jǐ)經(jīng)替換了柱腳,當柱腳破壞被替換或者是鋼筋(jīn)被取出後,通過對其進行可視化的檢查,發現安裝在鋼筋上的(de)陰極防腐係統處在一個自由腐蝕水平。
以下的(de)方法對於橋梁是成功的(de),采用了一個與其相(xiàng)似(sì)的係統組合在一起應用在兩座橋梁上(shàng)。在這些橋梁上,係統(tǒng)和需要先張預應力的結構修複技術組(zǔ)合在一起。在多數情況下這個係統(tǒng)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(de)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(chéng),提供外部(bù)能量供給陰極保護電流。此係統用的陽極是擴展的(de)鈦網陽極(jí),懸掛(guà)在標(biāo)準的玻(bō)璃(lí)鋼的內表麵。玻璃(lí)鋼放置在低海拔的柱周圍並且向上延(yán)長1.8m護套長度根據現(xiàn)有的損壞程度確定。護套在混凝土和玻璃鋼的表麵(miàn)提供了統一的環形(xíng)空間可以注入混凝土。在CP護套外側的任何毀壞都用較好(hǎo)質(zhì)量的水泥進行了修(xiū)複(fù)。
佛羅裏達的公路交通(tōng)局采用了這個係統,首批係統安裝在acksonville的(de)Ribault河的橋梁的44個上,在這個計劃中,護套12m高並且放置在高海拔(bá)的中心。這個係統包括在橋梁(liáng)上的不同位置安裝的4個整(zhěng)流器(qì),能夠在每個上提(tí)供單獨的(de)電流輸出調整。安裝護套的時候需要(yào)將所有老化的混凝土去掉,清除在混凝土表麵的雜質和暴露的鋼筋殘(cán)片。因為護套後要充滿水泥漿,不需要對混凝土進行修複。陽極護套(tào)安裝要注入水泥漿,導線係統安裝能夠提供(gòng)鋼筋和陽極與整流器的連接。
在4個方向上按EL(og/標準進行加壓,對其餘的係統按一(yī)850mV標(biāo)準。初的(de)電流密度在(zài)極化電勢為64mA/m2的情況(kuàng)下以穩定的電流變化(huà)變化範圍在9~22mA/m2之間。極化電勢在一0.780~―0990V之間變化。在兩種情況(kuàng)下,通過定期的電壓非極化測試表明陰極防腐(fǔ)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)射中和(hé)鋅離(lí)子金屬係(xì)統此係統屬於中(zhōng)和陽極係統(tǒng)。利用鋅(xīn)陽極(jí)在鋼材中有(yǒu)較高的電勢(shì),可以提供(gòng)陰極防腐電流。鋅陽極電勢大約11V,當侵蝕鋼材的電勢為一0安裝過程包括清除老化混凝土表(biǎo)麵(miàn)的雜(zá)質和利用噴(pēn)砂器清除(chú)混凝土和鋼筋表麵的殘餘物(wù)質。鋅離子(zǐ)應用在(zài)混凝(níng)土表麵和鋼筋(jīn)的表麵。在鋼筋的表麵噴(pēn)射鋅離子可以提供鋼材和鋅離子的電極連接。利用這種方式,鋅離子直接保護(hù)暴露的鋼筋,同時(shí)在混凝土內部的鋼筋得到了陰極(jí)防腐電流。
鋅陽極的應用與(yǔ)噴塗技術相類(lèi)似。手持(chí)噴槍(qiāng)中的兩個鋅線之間產生了電弧(hú)。在噴槍的噴口(kǒu)處鋅熔化的同時將鋅噴射到混凝土表麵。鋅塗層的厚度在038~05mm範圍變化。混凝土與鋅的結合強度大約是1034kPa,此係統可以(yǐ)起到(dào)中和電流或(huò)者外(wài)加電流係統的作用,盡管EDOT僅僅(jǐn)將其用在中(zhōng)和陽極方麵。
1989年在Niles隧道橋的5根圓形柱上,我們對此係統進行(háng)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顯裂縫的腐蝕階段。其中的3根柱子表麵噴塗了鋅離子,並且進行了(le)定期的可(kě)視化監測和完整測試,以便能夠觀測(cè)腐蝕的發展情況。另外的兩個柱子在噴塗(tú)鋅(xīn)離(lí)子之前安裝了(le)儀器以便能夠測(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(jí)化電壓測量。係統分配的(de)保(bǎo)護電流保持在0免A/cm2,5年(nián)後,僅僅(jǐn)有1根柱子的1根鋼筋有腐蝕發展的跡象。
陽(yáng)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噴塗。建議係統不(bú)要應用在直接與水接(jiē)觸的情況,因為這樣(yàng)會增加(jiā)陽極的消耗速度,而且明顯地降低陽極的使用壽命,同時還對含有標(biāo)準鋼筋的結構進行了其他(tā)評估。
在標準鋼(gāng)筋(jīn)中保(bǎo)護電(diàn)流的分布大(dà)約是11A/cm2,其他(tā)情況下極化電壓超過了100mV與此同時,FDOT將這個(gè)係統應(yīng)用在8座以(yǐ)上的(de)橋梁上,噴塗鋅離子的混凝土麵積超過了18400m\這個係統(tǒng)的整體性能成功率達到了37穿孔鋅板係統這種係統能夠在噴塗鋅離子(zǐ)的高度處對橋梁的混凝土提供腐(fǔ)蝕保護。此係統由一張鋅網構成,它牢固地固定在混凝土的表麵,並通過(guò)機械裝置與鋼(gāng)筋相連。鋅網從經(jīng)濟角度來講是可行的,符合ASTMA―190標準,化學成(chéng)分為99.9純鋅。鋅網的重量為(wéi)7.9kg/m\鋅網片放置在(zài)有足(zú)夠大空間(jiān)的籠子中,可以包在混凝土的四周。籠子通過特殊設(shè)計的方法(fǎ)固(gù)定在混凝土上,此方法為(wéi)5根36級不鏽鋼帶和可以循環使用的木/塑料麵板。麵板50為塑料、50為木纖維,可以在內表(biǎo)麵形成凹槽,容許潮氣的聚集還可以衝洗形(xíng)成鋅(xīn)氧化物。鋅(xīn)網陽極通(tōng)過多股銅線(xiàn)或者其他合適的連接方式與鋼筋相連。
係統安裝在漲潮高度的(de)中心處。為了對水下部分提供保護,一個重量為21.8kg的鋅陽極(jí)在水(shuǐ)麵下06m的高度處附(fù)著在上。第二個陽極的主要功(gōng)能是讓水下的也產生極化效(xiào)應,這樣就(jiù)可以防止在漲潮時,由(yóu)於海水(shuǐ)與多孔陽極(jí)接觸使多孔鋅陽極產生的電流被此區域的鋼筋吸引(yǐn)。大(dà)體(tǐ)積的陽極在同一個位置與連(lián)接,象鋅網陽極通過1根No 6銅線的連接情況一樣。
對此係統進(jìn)行的階段(duàn)評估是在BBMcCormick橋(qiáo)的10根上進行的。所有的橋墩都安(ān)裝了(le)這個係統,可以測量鋼筋的電壓和電流(liú)。其中的兩個橋墩每隔0305m的高度安裝了此係統(tǒng),進行(háng)對陽極和(hé)鋼材電流密度的測(cè)試。在(zài)較(jiào)低(dī)的高度(dù)且高密(mì)度電流的情況下,保護電(diàn)流的密度(dù)在86~17.0mA/m2範圍(wéi)內變化。在橋墩處形(xíng)成電勢反方向的極化電勢,較高海拔處的靜態測量值變化水平為300 ~430mV通過計算得到由鋅陽極產生的電(diàn)流值超過了鍍(dù)鋅範圍內產生的腐蝕電流,此現象可以通過測量的極化電壓得以證明,因此可以(yǐ)提供有(yǒu)效的(de)陰(yīn)極防(fáng)腐電流。而且利用循環使用的材料(liào),在需要較少(shǎo)維護(hù)的同時造價也很低(dī),是一種相對於(yú)外加電流係統更具有吸引力的替代方法。
38中和陰級防腐樁護(hù)套中和陰(yīn)極(jí)防腐係統是由佛羅裏達交通運輸局(jú)開發的能對橋梁橋墩實現(xiàn)陰極(jí)防腐的(de)係統。橋梁的橋墩由於腐(fǔ)蝕的發展需要(yào)對(duì)其進行修複。此係統保護(hù)了橋(qiáo)墩(dūn)水(shuǐ)下的部分、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(shuǐ)下06m處還可以安裝大體積與鋼筋相連的(de)鋅陽(yáng)極。如果有必(bì)要,噴塗鋅離子可以應用在護套的上麵來控製在這個高度(dù)處的任何腐蝕。
護套分成兩片,其中有固(gù)定的玻璃鋼可以在護套的內表麵預(yù)先安裝擴(kuò)展鋅網。
安裝(zhuāng)步驟包括(kuò)去除橋墩表(biǎo)麵的老化(huà)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)拔高度開始安裝在(zài)橋墩的(de)周圍,在橋墩的表麵和玻(bō)璃鋼之間留(liú)有51cm的環形(xíng)間隙(xì)。大體積陽極安裝在水(shuǐ)下的指定位置,連接線纜位於護套的上方和陽極鋼筋連接(jiē)的位置(zhì)。然後在護套中注入砂漿,鋅陽極網片和鋅陽極就和鋼筋連接起來。
填充的材料為單位體積的水泥小量為558kg/m3的波特蘭水泥砂漿。
初的現場測試是在Broward河大(dà)橋的兩(liǎng)個標準的鋼筋混凝(níng)土橋墩上進行的。橋墩(dūn)上安裝了能夠測量係統電(diàn)流和鋼筋電勢的儀器。采(cǎi)用了NACE的極化電壓100mV和極化損失標準對陰(yīn)極防腐係統性能進行評估。在加(jiā)壓(yā)的時候,鋼筋的電勢從平均的靜態(tài)值一(yī)0305V變化到平均(jun1)電(diàn)勢值(zhí)一0408V,同時包括極化電壓一400天後,電勢提高(gāo)到了一0676V包括極化電(diàn)壓一0533V.與此同時在其他(tā)的橋墩上進行極化電壓損失測試,橋(qiáo)墩A的損失為(wéi)118mV,橋墩B的損失為(wéi)165mV此係統的耗資與(yǔ)標準的橋墩護套的耗(hào)資比較起來是(shì)令人滿意的。
4總結佛羅裏達交通(tōng)局利用陰極防腐技術減少混凝土(tǔ)中(zhōng)的鋼筋的腐蝕,此項工程進行了20多年。同時,陰極防腐技術己經(jīng)發展成為實用並得到國際認可的控製腐蝕的方法(fǎ)。
不同於修複技術或者護(hù)套技(jì)術,陰極防腐技術阻止了由於腐蝕的發展(zhǎn)而引起的原有混凝土的進一步腐蝕。
雖(suī)然在所有(yǒu)的應(yīng)用中不能采用同一種防腐技(jì)術(shù),幾種技術的(de)可(kě)行性保證了陰極防腐方法可以應用在單獨簡單的結構或更為複(fù)雜(zá)的結構。



