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(shù)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(chǎn)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(xiàn)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(jié)中,我們將專門討論電流陰極保護系統(tǒng),因為與傳統(tǒng)的外加電流系統(tǒng)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?shù)馁|量以及鋼筋周圍氯化物濃度的任何變化也會產(chǎn)生類似的腐蝕條件。在這種情況下,稱為陽極的區(qū)域會形成局部腐蝕樁。
增強材料的其他區(qū)域,如果情況的腐蝕性和腐蝕性相對較小,則保持鈍化狀態(tài)(通過氧化物保護層)。
這些區(qū)域稱為陰極。陽極和陰極區(qū)域同時存在,從而產(chǎn)生電化學反應。在陽極區(qū)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(chǎn)物的體積可以是原始鋼筋的 5 到 10 倍。因此,混凝土內(nèi)部產(chǎn)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。