一种钢筋混凝土保护系统及其应用和钢筋混凝土保护方法技术方案

本发明专利技术涉及一种钢筋混凝土保护系统及其应用和钢筋混凝土保护方法。一种钢筋混凝土保护系统，包括若干主阳极和二次阳极；所述主阳极为具有电催化活性的电极；所述二次阳极包括导电层和导电水泥基材；所述导电层一面用于覆盖待保护钢筋混凝土结构表面，另一面被所述导电水泥基材覆盖；所述主阳极设置于导电水泥基材中并与所述导电层平面平行，所述主阳极与所述导电层的距离大于零。本发明专利技术在二次阳极中增加了导电层，导电层被极化后可以在整个铺覆面梳理保护电流、对保护电流进行再分配，进而扩大单根主阳极电流传递的范围，以此来减少主阳极的损耗，并在保证保护电流均匀、稳定的情况下减少单位保护面积内主阳极的用量，可以大幅度降低成本。度降低成本。度降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋混凝土保护系统及其应用和钢筋混凝土保护方法


[0001]本专利技术涉及工程结构腐蚀防护
，特别是涉及一种钢筋混凝土保护系统及其保护方法和应用。

技术介绍

[0002]混凝土是当今世界上使用最广泛的建筑材料，因其具有较高的强度和较低的成本，也成为了在严酷服役环境下的首选材料。但随着服役年限的增加以及环境中有害离子的侵入，混凝土包裹着的钢筋逐渐发生锈蚀并导致结构承载力下降，进而引起耐久性问题。
[0003]目前，结构加固是恢复构筑物承载力最常用的手段，而电化学阴极保护则被美国联邦公路局认证是唯一一种对于已发生腐蚀的钢筋混凝土结构具有修复效果的技术，其中，外加电流阴极保护通常用来对服役于严酷环境下的钢筋混凝土结构进行腐蚀防护，但单一的外加电流阴极保护无法恢复混凝土结构已损失的承载力，单一的结构加固也无法抑制混凝土内部钢筋的继续锈蚀。而将两者相结合，就可以在恢复混凝土结构承载力的同时也对混凝土内部钢筋进行保护，达到“标本兼治”的效果。
[0004]外部阳极是外加电流阴极保护系统的核心功能组件，包括与控制电源直接连接的主阳极和将电流从主阳极均匀传递至受保护的钢筋混凝土结构的二次阳极。而钛基材电极具备主阳极所需优异的电催化活性及较强的耐蚀性，成为主阳极的首选材料，但钛基材高昂的价格限制了其在腐蚀防护领域的推广与应用。
[0005]因此，在结构加固与外加电流阴极保护相结合的前提下，如何在维持外部阳极功能性的同时减少钛基材主阳极的用量以节省成本，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

>[0006]基于此，有必要针对在现有技术中作为主阳极的钛基材等具催化活性的材料价格昂贵，不利于其在腐蚀防护领域推广和应用的问题，提供一种钢筋混凝土保护系统。
[0007]一种钢筋混凝土保护系统，包括若干主阳极和二次阳极；所述主阳极为具有电催化活性的电极；所述二次阳极包括导电层和导电水泥基材；所述导电层一面用于覆盖待保护钢筋混凝土结构表面，另一面被所述导电水泥基材覆盖；所述主阳极设置于导电水泥基材中并与所述导电层平面平行，所述主阳极与所述导电层的距离大于零。
[0008]上述钢筋混凝土保护系统，将结构加固和外加电流阴极保护相结合，可以在恢复混凝土结构承载力的同时也对混凝土内部钢筋进行保护，同时因为在二次阳极中增加了导电层，使当钢筋混凝土保护系统运行时，导电层被极化后可以在整个铺覆面梳理保护电流、对保护电流进行再分配，进而扩大单根主阳极电流传递的范围，以此来减少主阳极的损耗并在保证保护电流均匀、稳定的情况下减少单位保护面积内主阳极的用量，可以大幅度降低成本。在此基础上再选用导电网格材料作为导电层可以进一步优化电流分配和扩大单根主阳极电流的传递范围，可以进一步减少主阳极的损耗并在保证保护电流均匀、稳定的情况下减少单位保护面积内主阳极的用量，极大程度地降低成本。而且，本专利技术中主阳极与导
电层平面平行设置，且二者距离大于零，可以避免导电层直接参与极化导致其力学性能下降、电催化活性下降、界面粘结以及电流分布均匀性迅速衰减的问题，因而本专利技术的钢筋混凝土保护系统的使用寿命更长，同等电流密度工作状态下的能耗更低，后期维护更便捷。
[0009]在其中一个实施例中，相邻的主阳极之间的间距≥2000cm。
[0010]在其中一个实施例中，相邻的主阳极之间的间距为25～100cm。
[0011]在其中一个实施例中，相邻的主阳极之间的间距为50～100cm。
[0012]在其中一个实施例中，所述主阳极平行于所述导电层，且所述主阳极与所述导电层的距离为5～20mm。
[0013]在其中一个实施例中，所述导电层由导电网格材料制成，所述导电网格的网孔的最大径向距离≤150mm。
[0014]在其中一个实施例中，所述具有电催化活性的电极为钛基材电极；所述导电网格为碳纤维编织网格布，所述碳纤维编织网格布的网孔的最大径向距离为50～100mm；所述导电水泥基材为碳纤维水泥基，厚度为10～25mm；所述主阳极与所述导电层的距离为5～10mm。
[0015]在其中一个实施例中，所述钛基材电极表面通过热烧结涂覆有金属氧化涂层。
[0016]在其中一个实施例中，所述碳纤维水泥基的包括以下重量份的原料：水泥400～500份、硅灰60～90份、石英砂200～300份、碳纤维3～5份、羧甲基纤维素钠3～5份、磷酸三丁酯1～3份、聚羧酸减水剂2～4份。
[0017]在其中一个实施例中，所述的钢筋混凝土保护系统还包括电源；所述电源的正极与所述主阳极电连接，所述电源的负极与待保护的钢筋混凝土结构中的钢筋电连接；所述电源、主阳极、二次阳极和待保护钢筋混凝土形成闭合回路。
[0018]在其中一个实施例中，在所述闭合回路中还安装有调控装置，所述调控装置用于调控所述闭合回路中电流的大小，并将闭合回路的电流情况实时发送给控制系统。
[0019]本专利技术还提供了一种钢筋混凝土的保护方法，选取上述钢筋混凝土保护系统，包括如下步骤：
[0020](1)将所述导电层覆盖在待保护钢筋混凝土表面；
[0021](2)将所述导电水泥基材覆盖在所述导电层上；
[0022](3)将钢筋与所述电源的负极电连接，将所述主阳极与所述电源的正极电连接。
[0023]在其中一个实施例中，所述的钢筋混凝土的保护方法，包括如下步骤：
[0024](1)清理待保护钢筋混凝土，并在裂缝暴露区域内填入修补材料；
[0025](2)使用结构胶将所述导电层粘贴于待保护钢筋混凝土表面；
[0026](3)将所述导电水泥基材覆盖在所述导电层上，再将所述主阳极设置于导电水泥基材中并与所述导电层平面平行，所述主阳极与所述导电层的距离大于零；
[0027](4)将所述钢筋进行电连接，测试电连接性符合要求后，将钢筋网与所述电源的负极电连接，将所述主阳极与所述电源的正极电连接，所述钢筋与所述钢筋混凝土保护系统通过混凝土保护层电连接；所述钢筋、导电层、导电水泥基材、主阳极与所述电源形成闭合回路；
[0028](5)在所述闭合回路中安装调控装置，所述调控装置用于调控所述闭合回路中电流的大小，并将闭合回路的电流情况实时发送给控制系统。
[0029]本专利技术还提供了所述的钢筋混凝土保护系统在阴极保护系统中的应用。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本专利技术将结构加固和外加电流阴极保护相结合，可以在恢复混凝土结构承载力的同时也对混凝土内部钢筋进行保护。本专利技术的钢筋混凝土保护系统包括具有高稳定性的高电催化活性电极、可以满足结构加固强度要求的导电层和导电水泥基材。因为在二次阳极中增加了导电层，使当钢筋混凝土保护系统运行时，导电层被极化后可以在整个铺覆面梳理保护电流、对保护电流进行再分配，进而扩大单根主阳极电流传递的范围，以此来减少主阳极的损耗并在保证保护电流均匀、稳定的情况下减少单位保护面积内主阳极的用量，可以大幅度降低成本。在此基础上再选用导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢筋混凝土保护系统，其特征在于，包括若干主阳极和二次阳极；所述主阳极为具有电催化活性的电极；所述二次阳极包括导电层和导电水泥基材；所述导电层一面用于覆盖待保护钢筋混凝土结构表面，另一面被所述导电水泥基材覆盖；所述主阳极设置于导电水泥基材中并与所述导电层平面平行，所述主阳极与所述导电层的距离大于零。2.根据权利要求1所述的钢筋混凝土保护系统，其特征在于，相邻主阳极布置间距≥2000cm。3.根据权利要求1所述的钢筋混凝土保护系统，其特征在于，所述主阳极平行于所述导电层，且所述主阳极与所述导电层的距离为5～20mm。4.根据权利要求1所述的钢筋混凝土保护系统，其特征在于，所述导电层由导电网格材料制成，所述导电网格的网孔的最大径向距离≤150mm。5.根据权利要求4所述的钢筋混凝土保护系统，其特征在于，所述具有电催化活性的电极为钛基材电极；所述导电网格为碳纤维编织网格布，所述碳纤维编织网格布的网孔的最大径向距离为50～100mm；所述导电水泥基材为碳纤维水泥基，厚度为10～25m...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文昊，曾信乐，朱舸成，黄浩良，胡捷，余权艺，余其俊，殷素红，俞家欢，吴玉友，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：