抗腐蝕電塊

抗腐蝕電塊

抗腐蝕電塊是一種鋼筋混凝土防腐材料,採用電化學防腐原理對鋼筋混凝土起到緩蝕的效果。

基本介紹

  • 中文名:抗腐蝕電塊
  • 理論依據:電化學電解池理論
使用抗腐蝕電塊的必要性,緩蝕基理,1、在原有鋼筋混凝土結構中的腐蝕過程,2、修補後得鋼筋混凝土結構,3、修補缺損處帶來的加速腐蝕,4、電勢差加劇腐蝕,5、安裝抗腐蝕電塊後,實驗數據,優缺點,優點,缺點,

使用抗腐蝕電塊的必要性

1、鋼筋混凝土是公路橋樑上使用最廣泛的工程材料。但由於受到混凝土自身結構的限制及外界環境因素的影響,現階段我國很多鋼筋混凝土結構的耐久性出現了明顯的下降。特別是在早期結構中,鋼筋混凝土結構老化程度十分嚴重。後期維修或重修會造成巨大的經濟浪費。加強對鋼筋混凝土耐久性的的設計,對我國公路行業的發展以及橋樑的安全性的提升都有著非常重要的意義。
2、在影響鋼筋混凝土橋樑耐久性的諸多因素中,鋼筋的腐蝕危害最大,也最為常見。鋼筋鏽蝕問題的危害不僅僅在於其會使鋼筋的強度較低,而是在發生鏽蝕後,鋼筋表面會附著大量的結構疏鬆的鏽蝕物,使鋼筋體積迅速增大,降低混凝土結構與鋼筋的握裹力,導致混凝土結構的嚴重銹脹破壞。
3、造成鋼筋混凝土使用過程中出現鋼筋鏽蝕問題的主要有原因是混凝土碳化作用導致混凝土結構鹼性降低失去了對鋼筋的保護作用和由於氯離子等侵襲導致鋼筋出現電化學腐蝕。由於鋼筋混凝土在設計理論上本身是帶裂縫工作和混凝土的滲透性,在混凝土內極易形成電化學反應條件,電化學鏽蝕是鋼筋鏽蝕最主要形式。
4、通過多年的工程實踐,經過科學的數據統計及分析,使用抗腐蝕電塊可以有效地延長結構20-30年的使用壽命。極大地節約了工程維修或重建所需的人力、物力及財力。

緩蝕基理

1、在原有鋼筋混凝土結構中的腐蝕過程

隨著混凝土的逐漸老化,氯化物污染處的混凝土內,鋼筋變為陽極,未含氯離子處的鋼筋變為陰極,Fe逐漸被Cl-置換成Fe2+
抗腐蝕電塊
Fe與空氣中的Cl-反應

2、修補後得鋼筋混凝土結構

經過修補後的鋼筋混凝土結構,原有的混凝土含有氯化物,缺損處修補處不含氯化物,即原有混凝土裡的鋼筋變成陽極,修補處的鋼筋變為陰極
抗腐蝕電塊
修補後的鋼筋混凝土結構

3、修補缺損處帶來的加速腐蝕

在受氯離子腐蝕的混凝土和新修補的砂漿之間,由於“環陽極”的存在會加速鋼筋的鏽蝕
抗腐蝕電塊
修補缺損處帶來的加速腐蝕

4、電勢差加劇腐蝕

由於電勢差的存在,缺損處的修補反而給結構帶來更嚴重的結構腐蝕
抗腐蝕電塊
電勢差帶來腐蝕加劇

5、安裝抗腐蝕電塊後

依靠電位負於保護對象的金屬(抗腐蝕電塊)自身消耗來提供保護電流,保護對象直接與抗腐蝕電塊連線,在電解質環境中構成保護電流迴路。
抗腐蝕電塊
加入抗腐蝕電塊後

實驗數據

英國萊斯特橋於1999年完成,監測十年並在20年後進行取證分析。
抗腐蝕電塊
20年後進行取證分析
分析結果顯示,抗腐蝕電塊在結構中持續正常發揮抗腐蝕作用,鋅的鏽蝕產物在砌面砂漿孔隙內,不會對混凝土產生鏽脹,取證之後,內部鋅塊還有一半左右的重量。

優缺點

優點

A: 一次投資費用偏低,且在運行過程中基本上不需要支付維護費用
B: 保護電流的利用率較高,不會產生過保護
C: 對鄰近的地下金屬設施無干擾影響,適用於廠區和無電源的長輸管道,以及小 規模的分散管道保護
D:任何部位均可使用
E: 施工技術簡單,平時不需要特殊專業維護管理
F: 無論新建工程還是改造工程均可使用

缺點

A:安裝時需要浸泡10隻15分鐘,進行激活,比較占用時間
B:安裝之前需要對安裝部位的鋼筋進行打磨,去除塗層或者銹漬,保證連線緊密
C:每個安裝完之後需要測量電阻或電壓保證通路

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