[发明专利]阴极防护用阳极

说明书

发明领域

本发明涉及用于增强混凝土结构的阴极防护用阳极。

发明背景

影响增强混凝土结构的腐蚀现象对于本领域技术人员是公知的。嵌入水泥质(cementitious)结构中以改善其机械性能的钢材增强件(steel reinforcement)通常在由混凝土的碱性环境引起的钝化体系中起作用；然而，在一定时间之后，穿过混凝土多孔表面的离子迁移引起对防护性钝化膜的局部侵蚀。混凝土退化的另一种形式表现为碳酸盐化现象，即由水泥质混合物中的石灰与大气中的二氧化碳反应形成碳酸钙：碳酸钙降低水泥的碱含量(从pH 13.5到pH 9)，从而使铁处于无防护状态。延长暴露于大气介质的增强混凝土结构寿命的最常见方法在于钢材增强件的阴极极化。以这种方式，后者成为阴极氧还原的位置，从而抑制腐蚀和分解的阳极反应。这种系统称作增强混凝土的阴极防护，该系统通过将各种类型的阳极结构连接到混凝土来实施，在该方面待受防护的增强件充当阴极式对电极；外部整流器提供的有关电流传输穿过由部分浸有盐溶液的多孔混凝土构成的电解质。已知可以通过分布式阳极系统实现增强笼架(cage)的阴极防护，所述分布式阳极系统例如由网状带条阳极排列构成，其安装在增强笼架上并且通过由塑料或水泥质材料制成的分隔体(spacer)与金属电绝缘。构筑期间在浇筑混凝土时将所述阳极系统嵌入建筑内。施加到阳极并且贯穿整个建筑分布的弱直流电(典型地1mA到30mA每平米增强件)施以增强件防护所需的阴极电势。

例如，在EP 0534392中公开了向网状带条形式的阀门合金阳极施加塑料或水泥质材料的预制绝缘分隔体，其详细描述了在第一步骤中通常如何将分隔体固定到待防护的金属笼架；随后例如通过插入分隔体内提供的合适狭缝中将所述阳极带条固定到分隔体。作为替代方案，将阳极带条固定到分隔体的步骤可以通过钉针(pin)、栓销或夹子或者通过使用粘合剂来进行。该操作明显冗长且麻烦，特别是在由于接触困难或照明不足而使安装不太舒适的那些地点。该操作还存在某些过失风险，这是因为在设置中或者在定位步骤中的意外失误可以使阳极带条与金属增强笼架局部电接触。

另一种在增强混凝土阴极防护中使用的阳极带条用不连续分隔体公开于EP 0560452中，其中在置放阳极前将通过模制获得的具有嵌入绝缘纤维的水泥质材料平行六面体设置在待防护的结构上。同样在该情形中，整个操作似乎是费力的，在难以接触的区域几乎不可行并且没有免除过失风险。该水泥质分隔体坚硬且具有预定长度，这限制其用于并不过于复杂的结构。

发明概述

本发明的若干方面在所附权利要求书中给出。

在一个实施方案中，本发明涉及复合带条形式的阴极防护用阳极，该阳极包含导电构件例如提供有表面催化涂层的金属基材(活化构件)，和与其连为一体的绝缘聚合物构件。因此，该复合带条(任选轧制成箔)可以直接展开或者以其它方式置放在待防护的金属笼架上，而不需要预先设置不连续分隔体。活化构件和绝缘构件之间的连续联接使活化基材和待防护的金属增强件之间的意外接触风险最小化。

通过共层合或机械联锁，通过嵌入于可折叠结构或者通过任何其它紧固装置，可预制得将活化构件和聚合物绝缘构件联接的复合带条。

在一个实施方案中，金属基材是钛的网状或实心的带条、穿孔或多孔片材，其提供有表面催化涂层。所述催化涂层可含有贵金属(任选为氧化物形式)。

可通过由各种类型的聚合物材料例如聚乙烯或聚丙烯开始进行模制来制造绝缘构件。

在一个实施方案中，绝缘聚合物构件是配设有多个孔洞或开孔的连续带条。这可有利于在随阳极设置后的阶段中注入的混凝土与活化基材的适当接触。视需要，所述开孔可以具有不同的尺寸和几何形状，例如以防止活化基材的过度堵塞。

在一个实施方案中，绝缘聚合物构件是由可折叠结构构成的具有多个孔洞或开孔的连续带条，适合于将活化构件容置在其内部，并任选配设有以将其保持在折叠位置的紧固装置，所述紧固装置例如由可拆卸式制品例如按钮、钩、铆钉、栓销或夹子构成。在另一个实施方案中，绝缘聚合物构件包含凹入部分，该凹入部分的尺寸经调节以便适于待防护的增强笼架的轮廓；例如，可以对每个凹入部分进行设置以便匹配相应的增强笼架的筋条(bar)。这可有助于在混凝土浇注期间将复合带条阳极保持在适当位置，从而防止它们滑动。

在另一个实施方案中，绝缘聚合物构件是磁性的，这也可有助于在混凝土浇注期间将复合带条阳极保持在适当位置并防止它们滑动。