意大利Metalnastri,UNI EN ISO 12696,混凝土中鋼的電陰極保護,電化學保護技術
眾所周知,腐蝕是各地鋼筋混凝土結構劣化的主要原因之一,包括預應力混凝土。全球鋼筋混凝土結構的數量正在強勁增長,因此需要易于應用和低成本的維護方法和產品。在過去的 30 年里,陰極保護已被證明是防止腐蝕的一種非常有效的技術。
混凝土中鋼的電陰極保護
UNI EN ISO 12696 標準“混凝土中鋼的陰極保護”解釋了陰極保護的原理及其在混凝土中鋼的應用。
陰極保護是一種電化學保護技術,旨在提高鋼筋混凝土 (CA) 和預應力鋼筋混凝土 (CAP) 結構中鋼材的耐腐蝕性,這些結構被認為在其使用壽命期間會受到碳化和/或氯化物的污染。 在鋼筋混凝土結構中,可以通過用外部電流極化鋼筋來實現陰極保護。為此,陽極可以安裝在表面、噴涂或嵌入混凝土中,并連接到電源的正極(外加電流)或直接連接到鋼筋(電流犧牲陽極)。
混凝土,特別是孔隙中所含的溶液,提供電解質,允許電流流動和離子的相關運動。在本節中,我們將專門討論電流陰極保護系統,因為與傳統的外加電流系統相比,它們已被證明安裝非常簡單,不需要布線或電源,甚至不需要維護。
碳化和混凝土中氯化鹽的存在對碳鋼鋼筋上的鈍化層(氧化物保護層)構成危害。隨著時間的推移,混凝土注定會因其 pH 值的降低而失去其保護特性,在這些情況下,氧化膜被破壞,開始腐蝕過程。膠凝鋼筋覆蓋層的厚度、所述屋頂的質量以及鋼筋周圍氯化物濃度的任何變化也會產生類似的腐蝕條件。在這種情況下,稱為陽極的區域會形成局部腐蝕樁。
增強材料的其他區域,如果情況的腐蝕性和腐蝕性相對較小,則保持鈍化狀態(通過氧化物保護層)。
這些區域稱為陰極。陽極和陰極區域同時存在,從而產生電化學反應。在陽極區域,這些電化學反應將螺紋鋼轉化為氧化鐵(鐵銹)。
那些形成的腐蝕產物的體積可以是原始鋼筋的 5 到 10 倍。因此,混凝土內部產生的應力會導致混凝土覆蓋層開裂和破碎。鋼材和混凝土的損失也可能削弱結構并構成安全隱患。