阴极保护和阴极防护原理与应用.doc

阴极保护和阴极防护原理与应用 L.BERTOLINI,F.BOLZONI,P.PEDEFERRI Applied Physical Chemistry Department, Politecnico di Milano, Milan, Italy L.LAZZARI Cescorsrl，意大利,米兰 T.PASTORE 意大利贝尔加莫的教堂大学 1997年10月21日收到，1998年2月1日修改 本文研究了大气暴露的混凝土结构的阴极保护原则、 诱导的阴极极化和测试及外地的各种保护的影响经验的结果。强调了应用控制腐蚀速度的氯污染建筑和应用以改善的预期将成为污染的新结构的加固的耐腐蚀的阴极保护之间的不同，并且进行了讨论。更多最近的碳化混凝土阴极保护应用也阐释了。此外讨论操作条件（电压和电流应用) 的投掷的力量，避免的预应力结构中氢脆风险的保护条件。此外也列举了关于阴极保护和阴极预防的例子。 关键字: 阴极保护、 阴极预防、 混凝土、 投掷力量 1、简介 大气外露混凝土结构中钢筋的阴极保护 (CP) 是通过通常览混凝土表面(Fig.1) 阳极系统实现的。这已被证明是阻止或防止局部点蚀钢筋的氯的存在引起的一种有效方法[ 1，2 ]. 第一提及对阴极的保护适用于严重的污染与氯化物结构可追溯到 50 年代末[3]。这种技术的应用，以保护受除冰盐污染桥面开始于 1973 年在北美地区[4]。很快，适合硬件 （阳极，叠加，参考电极等) 成立了，以及特定保护和设计标准。八十年代，新网状阳极的发展基础，在第一、 导电高分子材料，然后上更为可靠的混合金属氧化物激活钛和碳含涂料的发展，导致桥面、 板、 桩、 海洋建筑、 工业厂房和车库等的进一步应用。 技术也已经被应用于暴露于氯化物，防止腐蚀新结构。这种类型的 CP 被命名为’阴极预防 [5]。它可以是航向而无风险的肌腱的高强度钢的脆性的预应力的结构。最近这种技术，已有人提议常规修补程序修复的氯离子结构结合以避免早期点蚀的周围已修复的区域，通过利用 牺牲阳极附近的修复补丁外围嵌入启动。CP 也被证明是具有不锈钢在碳酸盐岩的混凝土 [6，7]。这种类型的 CP 被称作持续再碱化 [8]，因为低电流的连续的应用程序会导致保护效果类似于那些通过电化学再碱化技术实现。 CP 已应用于超过 600000平方米 的腐蚀的钢筋混凝土结构在北美，在 CP 已安装了超过500座的桥梁，在欧洲 (主要在英国、 挪威和意大利)，在亚洲 (中东、 韩国、 日本) 和澳大利亚。大约 150000平方米的新和几乎所有预应力混凝土结构已在 1990 年代初在意大利受到保护。 本白皮书重点介绍了所取得的一些成果股票挂鈎存款的钢增援部队中嵌入 CP通过研究活动和字段应用援助混凝土进行处应用的物理化学都灵理工大学米兰 [9-26]。本文说明了只有普林西比庙宇与CP 的营运条件。 大多数将CP用在混凝土的作者，是在20世纪80年代早期开始，是由教授比安奇兴起。为此，我们致力于找到帕特里卡的意大利语的记忆腐蚀的科学家，作为教授爱白英奇喜欢调用。 图1 混凝土结构的阴极保护系统示意图 2.钢在含氯化物的具体行为 在有“声音”的混凝土（碱性，pH通常高于13，且无氯）中混入钢筋是在被动条件下进行的，被动分解时，当在钢筋表面氯离子含量超过临界阈值和点蚀的攻击可以启动时，被动的分解开始，氯离子含量也影响范围内的电位中的钢筋是被动的，这个范围的上限，称为点蚀电位（EPIT），减少通常从+ 500）400mV通过声音到很大的氯化物污染的混凝土（图2）。点蚀电位的特点是一个重大的变化，因为，除了氯离子含量，这取决于许多其他参数如pH值在钢表面附近，温度，水泥类型和含量、混凝土的孔隙率，最高的氯含量与对于一个给定的潜在的被动兼容的条件是关键的氯含量，从而降低与潜力，在对应于通常的腐蚀电位在暴露于大气中观察到的结构（在0V vs SCE）临界含量范围在0.4–水泥重量的1%。 点蚀的萌生和扩展条件是Pourbaix [ 27 ]指出的，他在70年代，引入“不完美的被动性”和“完美的被动”的时间间隔。除了点蚀电位，他定义的再钝化电位、保护电位，低于点蚀便停止。在从到范围，腐蚀电位将不启动但是可以传播。图3中点蚀和保护电位的值的范围对钢沉浸在含量不同的氯离子的饱和溶液测量，或埋在沙子里通过相同的溶液浸泡，据报告仍然在所有情况下比低约300mV。 电位和氯不同域内容绘制在图4。这些领域的扩展取决于pH值，温度和上面提到的其他参数。区域A（腐蚀区）表示造成启动和坑稳定传输的条件；区域B（不完美 被动区）不允许新坑开始但先前存在的传播条件；区域C（完美 被动区）不允许启动或凹坑的