本文综述了国内外混凝土钢阴极保护技术的发展情况。该技术在欧洲和美国开发用于埋地预应力混凝土水管(参考文献1和2)，在加利福尼亚用于处理钢筋混凝土桥面的除冰盐侵蚀，并已在北美广泛应用。在英国，它已经被使用和进一步发展，以处理各种各样的问题，从浇铸氯化物的建筑物，到被融冰盐污染的桥梁下部结构，到海洋结构和隧道。在英国和北欧，它也被广泛用于建筑物和停车场。在中东，土壤含盐量高以及海洋条件造成的严重腐蚀问题导致许多大型项目正在进行。在澳大利亚、日本和香港等远东地区也广泛使用。 北美美国,加拿大和荷兰与经济合作与发展组织(经合发组织)的主要国家一样，不要求在主要公路桥上使用防水膜，但它们在冬季使用融冰盐。这已导致美国和加拿大公路桥梁严重腐蚀破坏。1955年，美国运输研究委员会(US Transportation Research Board)发现，在一项关于桥梁主要维修问题的调查中，混凝土老化排名第四。到了1960年，它开始崭露头角。在1992年，仅在美国，桥梁的腐蚀修复成本估计就高达200亿美元(参考文献3)。 阴极保护1959年，加利福尼亚州交通部（Caltrans）的Richard Stratfull报告说，他在桥梁支撑梁上安装了一个实验性阴极保护（CP）系统（参考文献4）。后来他报告说，1972年，他在一个桥面上安装了一个更先进的系统。（参考文献5）阳极系统基于管道的传统外加电流CP系统，但“分散”在桥面上。传统管道系统是导电碳焦粉回填中的耐腐蚀硅铁“一次”阳极。 Stratfull通过在沥青中添加焦炭粉来改善这种情况。他在混凝土桥面上的12英尺(3.66米)中心安装了硅铁阳极，然后在阳极上覆盖了3英寸(76毫米)的导电沥青磨损层。该系统于1972年启动，并运行了20多年。在1983年的调查中，尽管在安装绝缘聚合物防止电流流入所有区域之前，一些裂缝和分层已经修复，但该系统工作良好。20世纪70年代中期安装的两个类似的系统据信仍在运行。 这种特殊的CP阳极系统的一个问题是，美国桥面板最初不是为覆盖而设计的。有一个阳极的要求，不改变桥的轮廓和不增加deadload。研制了一种槽式阳极系统，该系统将阳极置于板上的槽中。目前最成功的甲板阳极是钛基混合金属氧化物涂层，要么是槽中的带状，要么是覆盖层下的网状。阳极有多种结构，主要是膨胀的网状或带状。这些系统被广泛应用于桥梁和停车场甲板。 导电有机涂料同时，腐蚀问题已经从桥面发展到桥下结构。早期的导电有机涂料实验表明了最佳配方和应用条件的重要性。同样，在喷射混凝土覆盖层中使用活性钛网阳极的工作强调了混凝土表面准备和覆盖层应用方面的工作质量要求。 热喷涂锌涂层Caltrans通过开发应用于桥梁下部结构的热喷涂锌再次走上了前台。该系统比导电涂层更耐用，不需要完全干燥的表面。电弧喷锌在10000米高空的应用21992年俄勒冈州亚奎纳湾大桥的子结构工程是美国承接的最大的单体子结构工程之一。它在2001年仍然令人满意地运行着。 1988-89年，战略公路研究计划（SHRP）对北美桥梁上的CP系统进行了广泛调查。他们发现了84万米2美国和加拿大州际公路系统阴极保护下的混凝土表面。SHRP编写了外加电流阴极保护的调查回顾（参考文献6）、最新报告（参考文献7）和实践手册（参考文献8）。 牺牲阳极最新的发展是电偶或牺牲阳极系统的发展。20世纪70年代末，在桥面上进行了试验。有些人比其他人更成功，但没有人认真追求。然而，当在佛罗里达群岛的五座桥梁下部结构上发现腐蚀时，佛罗里达州交通部决定试验电弧喷涂锌和几种夹持式锌系统（参考文献9）。这些已经在佛罗里达州广泛使用。10万米2在美国的热喷涂锌系统中，大约50%是海洋环境中的电偶系统(参见CPA专著No. 6, Ref. 10)。 在加拿大，在停车场（尤其是甲板拱腹）上使用导电有机涂层阳极系统的情况非常普遍，尤其是在公寓楼附属的私人停车场。有大量的网和其他阳极系统应用于桥梁和其他结构。直到20世纪90年代中期，最初的Caltrans系统仍被广泛使用。 目前的估计是，超过150万平方米的阴极保护系统已应用于北美的结构和建筑物。按体积近似顺序计算的结构类型为: •桥面 •桥梁下部结构 •停车场结构 •码头等。 •建筑物(特别是在佛罗里达海岸) 美国国家腐蚀工程师协会发布了阴极保护的推荐实践(参考文献11)和嵌入式阳极的测试方法(参考文献12)。 联合王国到1984年，在英国，由于钢筋锈蚀引起的建筑物和公路结构的维修和维护成本日益引起人们的关注。自20世纪40年代以来，对土壤和水中的钢材进行阴极保护一直是一项建立良好、科学上得到充分理解的工程学科，甚至对携带危险产品的地下管道和许多海上设施都是(并仍然是)强制性的。 运输研究实验室、Spencer&Partners、Taywood Engineering、Harwell和其他机构的早期工作表明，在北美对钢筋混凝土进行的大量实用应用确实具有根本的优点，值得进行科学调查、控制试验和仔细实施。英国早期工作中最重要的是确定试块阴极保护效果的TRL计划和Gravely Hill（意大利面条连接点）的DoT/G Maunsell&Partners现场试验。这些措施包括对四个高速公路支路支撑结构进行阴极保护，并对两个类似结构进行平行监测，这两个结构经过类似维修，但未提供阴极保护。 自1985年这项开创性的工作以来，英国钢筋混凝土修复项目(包括阴极保护)的市场支出从每年约10万英镑增长到1993/94年的估计每年2000万英镑。大约2000002根据CPA数据库，阴极保护在英国已得到应用。仅米德兰高速公路系统就有超过500个十字头受到保护。 英国行业和研究在有效的预标准（混凝土协会/Icorr技术报告36和37，参考文献13和14）方面做出了重大贡献，导致了最近发布的欧洲标准EN12696:2000（参考文献15）。CPA还与英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰的国家公路管理局合作，制定公路桥梁阴极保护的桥梁建议说明。CPA的英国成员现已提供全套阴极保护系统和服务。 英国最近的一项创新是在20世纪早期将阴极保护应用于钢框架砌体th世纪建筑和结构。在过去的十年中，超过十种这样的结构已经应用了阴极保护。这些范围从小型门结构到苏格兰的a级政府办公建筑，有超过80个独立的阴极保护区。 欧洲大陆丹麦北欧的许多构筑物都采用了阴极保护。丹麦拥有两家用于钢筋混凝土结构CP的控制和监控系统的制造商，其中一家还提供阳极。因此，丹麦以超过60个装置领先于其他北欧国家就不足为奇了。目前，活动主要集中在丹麦的游泳池，每年约有8-10个新装置投入使用;阳极被安装在池壁。其他应用包括停车场和桥梁支撑。 挪威挪威此外，还拥有一家自主供应商和安装商，提供专有导电涂层阳极系统，主要用于停车场和建筑物。挪威主要在码头、桥梁和停车场以及一些游泳池上使用CP。在过去几年中，大约有10个停车场项目已经完成。在过去8年中，四座沿海桥梁也使用了基于导电涂层的CP系统。补救工作正在持续进行，以控制氯化物污染阳台上钢筋的腐蚀。到目前为止，许多阳台都得到了成功的处理。 荷兰在最近的一篇论文中，估计大约有20种结构荷兰已受到阴极保护在过去10年(参考文献16)。这些主要是用氯化物铸造的建筑。其中一些有预应力元素。在住宅项目中，使用带有导电水凝胶粘合剂的锌板的阴极保护也被用于预制混凝土梁(参考文献10)。 瑞士和意大利
在瑞士许多隧道和桥梁都采用了阴极保护。估计超过10000米2到1997年为止，阴极保护的应用已达到100%以上（参考文献17）。意大利采用了完全不同的阴极保护。其应用范围超过150000m2将阴极保护作为一种预防性技术应用于汽车贸易桥梁的新桥面。在许多情况下，桥梁包含预应力构件。大部分工作在1990年至1993年间完成。 人们强烈希望，关于混凝土中钢筋阴极保护的欧洲标准(参考文献15)的发布将导致CP的更广泛应用，因为地方和国家政府将提供工具，在适当的地方指定阴极保护。 中东在中东，土壤、空气、水和混凝土中普遍存在盐，这意味着多达74%的钢筋混凝土结构在短短10到15年后就会出现严重的腐蚀损伤(参考文献18)。许多建筑物必须每十年左右重建一次，除非进行大规模的修复或维修。阴极保护已用于许多大型海洋建筑以及建筑物和工业厂房沙特阿拉伯，科威特，阿曼，迪拜，阿拉伯联合酋长国和其他地方。阳极的总面积超过50万平方米，最高可达100万平方米。 远东系统安装在澳洲及香港早在1996年，悉尼歌剧院周围的新旧支架上就有阴极保护（参考文献19）。许多桥梁、码头和其他结构已经接受了超过50000m的阴极保护2。在新西兰卡里隆国家战争纪念塔和一些码头也受到了阴极保护香港由于其沿海暴露面积大，已广泛应用于码头和桥梁的系统。也有安装韩国、新加坡以及大量的小型实验装置日本。 总结大约有200万到300万平方米的阴极保护系统应用于从钢铁框架的历史建筑到悉尼歌剧院的人行道，中东的银行地下室和主要码头，桥梁，隧道，电站，石化设施和建筑。阴极保护用于需要长期保护的腐蚀损坏结构，具有显著的剩余寿命，或越来越多地，在具有腐蚀性的高氯化物环境中，新的未损坏结构。一个典型的项目占地两三千平方米;许多大型项目已经完成，超过1万平方米的保护。 今天，钢筋混凝土阴极保护被大多数权威机构认为是解决钢筋在大气中腐蚀的行之有效的解决方案。与20世纪80年代长期修复、重建或大规模更换机械性能良好但受氯离子污染的混凝土的解决方案相比，该方案已被证明能节省大量成本。成本节约是因为不需要去除机械性能良好但受氯化物污染的混凝土。 越来越多的阴极保护是明智的公路桥梁/隧道工程师，海事和港口当局，建筑工程师/建筑师/管理人员和其他腐蚀加固的解决方案的选择。两位作者估计，英国高速公路市场可能会稳定在每年5000万英镑左右，建筑、海洋和工业市场可能会进一步稳定在每年5000万英镑左右。 钢筋混凝土阴极保护系统的设计、安装和性能监测/控制现已完善，但它们仍然是多学科的专业活动，需要来自土木/结构/混凝土工程领域的技能，结合腐蚀阴极保护材料工程领域的专业知识。欧洲杯足球竞彩混凝土修复和阴极保护项目在整个执行过程中都需要这些多学科的技能和严格的质量管理，以确保对工程的每个阶段进行适当的控制、测试和记录。 根据业主、建筑师、经理和工程师的要求，确保阴极投影工程的设计、安装、调试和运行符合CPA成员以具有竞争力的价格提供的必要的高水平专业技能和质量，毫无疑问，目前这种技术的使用增长将持续下去继续。与其他长寿命维修和保护技术相比，适当的阴极保护方案将提供最佳的全寿命成本，并提供环境优势。 大多数由于氯化物相关的腐蚀而需要维修的剩余寿命(大于10年)的建筑物和结构，与传统的“去除氯化物”维修程序相比，采用阴极保护的长期维修将节省超过两倍的成本。在某些情况下，节省的费用高达8倍，特别是当由于混凝土拆除的减少而避免临时结构支撑时。 随着国际认可标准的存在(参考文献11、12和15)，该技术被接受的主要障碍已经被克服。欧洲各地的政府部门、咨询工程师和私人客户会发现，通过欧洲标准BS EN 12969: 2000“混凝土中钢的阴极保护”的发布，更容易指定阴极保护系统，该标准为这些系统的性能设定了明确的标准。(Ref.15) 参考文献1.M Unz，《腐蚀》，第11卷，第2期，第80页，1955年和第12卷，第10期，第526页，1956年。 2.B Heuze，《材欧洲杯足球竞彩料保护》，第4卷，第11期，第57页，1965年。 3.John Broomfield“北美桥梁阴极保护现场调查”，材料性能31（9），第28-331992页。欧洲杯足球竞彩 4.Richard F.Stratfull，《腐蚀》，第15卷，第6期，第65页，1959年。 5.Richard.F.Stratfull，《桥面板的实验阴极保护》，运输研究记录500，运输研究委员会，华盛顿特区，1974年。 6.John P.Broomfield和John S.Tinnea，《钢筋混凝土构件的阴极保护》，战略公路研究计划报告SHRP-C/UWP 92-618，华盛顿特区国家研究委员会，1992年。 7.Eltech研究公司，钢筋混凝土桥梁元件阴极保护:最新研究报告SHRP-S-337。国家研究委员会，华盛顿特区，1993年。 8.J.E.Bennett，J.B.Bushman，K.C.Clear，R.N.Kamp，W.J.Swiat，混凝土阴极保护 桥梁:实践手册，SHRP-S-372国家研究委员会1993。 9.R. J. Kessler和R. G. Powers，混凝土海洋下部结构中钢筋的阴极保护的最新进展，腐蚀93论文第326期，德州休斯敦1993。 10.John P. Broomfield，《钢筋混凝土结构的阴极电流保护原理与实践》，CPA专著第6期，2000。 11.NACE标准RP0290-2000“大气暴露混凝土结构中钢筋的外加电流阴极保护 12.NACE标准试验方法TM0294-94“暴露在大气中的钢筋混凝土阴极保护用可嵌入阳极的试验”，NACE国际，德克萨斯州休斯顿，1994年。 13混凝土协会第36号技术报告“钢筋混凝土的阴极保护”，1989年。 14.混凝土学会技术报告第37号“钢筋混凝土阴极保护模型规范”1989。 15.EN12696:2000混凝土中钢筋的阴极保护，英国标准协会，2000年3月。 16.荷兰钢筋混凝土结构的阴极保护-经验和发展“混凝土中钢筋的腐蚀:监测，预防和修复Eurocorr ' 97论文，欧洲腐蚀联合会第25号出版物，Publ。材料研究所，伦敦，欧洲杯足球竞彩1998。 17.C.H. Haldemann和A. Schreyer“混凝土中阴极保护的十年是瑞士”混凝土中钢筋的腐蚀:监测，预防和修复论文，Eurocorr ' 97，欧洲腐蚀联合会出版物第25号，Publ。材料研究所，伦敦，欧洲杯足球竞彩1998。 18.“水泥成分对混凝土中钢筋腐蚀影响的暴露现场研究”，《阿拉伯科学与工程杂志》，14，(12)，第235-248页。欧洲杯线上买球1989. 19M.Tettamenti，A.Rossini和A.Chaeitani“悉尼歌剧院混凝土构件的阴极保护”材料性能，36（9），第21-251997页。欧洲杯足球竞彩 |