《長期陰極保護系統中高穩定性外部陽極砂漿的基礎研究》是依託華南理工大學，由胡捷擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：長期陰極保護系統中高穩定性外部陽極砂漿的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡捷
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
外加電流陰極保護技術是鋼筋混凝土腐蝕防護的有效手段，但是存在外部陽極砂漿易受酸化侵蝕、保護電流分布不均勻等弊端。本項目擬製備負載導電組分的導電多孔輕骨料和包裹鹼性物質的微膠囊自修復材料。導電多孔輕骨料和微膠囊自修復材料套用於外部陽極砂漿中，一方面可以提高砂漿以及金屬陽極/砂漿和砂漿/混凝土界面的導電性，改善保護電流分布；另一方面可以恢復外部陽極砂漿的鹼度，抑制孔溶液酸化對外部陽極砂漿的侵蝕作用。由此開發的高穩定性外部陽極砂漿可以提高外加電流陰極保護效率的穩定性和鋼筋混凝土的耐久性。課題將圍繞導電多孔輕骨料和微膠囊自修復材料的設計和製備，及其對外部陽極砂漿導電均勻性和抗酸化侵蝕性能的影響等方面展開研究，揭示導電多孔輕骨料和微膠囊自修復材料的製備原理與方法，及其由此製備的高穩定性外部陽極砂漿提高外加電流陰極保護效率穩定性的作用機制，為研發更高效的鋼筋混凝土腐蝕防護與修復新技術提供科學理論依據。
結題摘要
外加電流陰極保護技術是海洋環境中鋼筋混凝土腐蝕防護的最有效手段。但是，該技術存在外部陽極砂漿易受酸化侵蝕、保護電流分布不均勻等弊端。本課題針對上述問題，製備了負載導電組分的導電功能性輕骨料和包裹鹼性物質的微膠囊自修復材料，並將其套用於高性能外部陽極砂漿的製備；在此基礎上，研究了導電功能性輕骨料和微膠囊自修復材料提高外部陽極砂漿導電均勻性和抑制酸化侵蝕破壞的作用機理。本課題在以下幾個方面取得了創新性成果：（1）設計製備了包裹修復組分的微膠囊自修復材料。微膠囊自修復材料中修復組分的釋放具有很強的pH敏感性：當pH=13時，修復組分可以穩定的包裹在微膠囊自修復材料內；當pH≤11時，修復組分可以有效快速釋放。（2）設計製備了負載改性瓊脂凝膠的導電功能性輕骨料。製備的導電功能性輕骨料一方面具有較好的導電性（電阻率為0.5 Ω∙m），另一方具有良好的鹼性維持能力，可以維持混凝土孔溶液的高鹼度。（3）導電功能性輕骨料可以在外部陽極砂漿中形成有效的導電網路，因此可以有效的提高其導電性。導電功能性輕骨料與碳纖維複合後，可以進一步提高外部陽極砂漿的導電性，並降低砂漿中形成有效導電網路的碳纖維摻量。此外，導電功能性輕骨料還可以抑制酸化侵蝕破壞造成的外部陽極砂漿導電均勻性下降。（4）由於負載的鹼性組分可以有效釋放，微膠囊自修復材料和導電功能性輕骨料一方面可以維持主陽極的高催化活性，提高主陽極電位的穩定性和服役壽命，另一方面對二次陽極砂漿中的酸化侵蝕破壞也能起到抑制作用。當外部陽極砂漿中碳纖維摻量為0.75 vol.%，導電功能性輕骨料摻量為40 vol.%時，其劣化速率降低了40 %。（5）在外加電流陰極保護中，導電功能性輕骨料可以維持主陽極的高催化活性。此外導電功能輕骨料可以提高外加電流陰極保護運行過程中保護電流分布的均勻性。因此，本課題製備的高性能外部陽極砂漿可以有效地提高外加電流陰極保護的穩定性和保護效率，進一步提高鋼筋混凝土的耐久性。
