[发明专利]混凝土的处理方法

说明书

本申请是申请日为2006年3月14日，申请号为200680008342.1，发明名称为“混凝土的处理方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土的电化学处理以避免混凝土因钢腐蚀引起的性能劣化。更具体地说，本发明关注阻止钢筋的腐蚀并防止腐蚀随后开始的混合电化学处理。

背景技术

在钢筋混凝土中，钢的腐蚀是一个主要问题。不管是持续的还是短暂的电化学处理都已经用于阻止此问题。这些涉及将电流从安装的阳极系统穿过混凝土传递到钢。在所有的情形中，钢成为所形成的电化学电池中的阴极。在外加电流电化学处理中，阳极连接到DC电源的正极端，而钢连接到DC电源的负极端。在牺牲电化学处理中，通过腐蚀直接连接到钢的牺牲阳极提供了保护电流。

建立持续的或长期的电化学处理，目的在于保持可预测未来的处理。持续的或长期的电化学处理期通常以年测量。一类众所周知的持续的或长期的电化学处理技术是阴极保护。阴极保护包括外加电流阴极保护、牺牲阴极保护、间歇阴极保护和阴极防护。在这些技术中，长期的或永久的阳极将小的电流输送到钢筋。以钢的单位表面积表示的平均电流密度通常从2到20mA/m²以阻止正在发生的性能劣化以及从0.2到2mA/m²以防止性能开始劣化。此电流可以是脉冲的，但平均施加电流通常落入上述范围。电流可以随着基于性能数据的分析进行的调整来进行时间到时间的调整。

建立暂时的或短期的电化学处理，目的在于在可预测的未来中停止进行处理。暂时的或短期的电化学处理期通常以天、周或月测量。用来阻止钢筋腐蚀的暂时的处理包括除氯(US6027633)和再碱化(US6258236)。在这些系统中，暂时安装的阳极系统与临时的DC电源一起使用来将以钢的单位表面积表示的1000mA/m²数量级的大电流在短时期内(通常小于3个月)输送到钢筋。

阳极是维持净氧化过程的电极。混凝土结构的阳极可以分成惰性阳极或牺牲阳极。它们可以进一步分成嵌在多孔基体中的阳极或连接到混凝土表面以使其被暴露和是可接近的阳极，以及分离阳极或不分离阳极。包括阳极和支撑电解液的阳极系统可以分成短暂的阳极系统和长期的阳极系统。对这两种阳极系统的差异进行的总结将在下面的段落中给出。

惰性阳极抵抗阳极的消耗。惰性阳极用在大多数电化学处理中，但牺牲阴极保护是例外原则。主要的阳极反应是水氧化产生了氧气和酸。酸侵蚀混凝土中的水泥浆。结果，离开惰性阳极的电流密度以单位阳极表面积表示往往限制到小于200mA/m²。广泛采用的阳极系统是嵌入在混凝土表面水泥覆层中的涂覆混合金属氧化物(MMO)的钛网状物(US5421968)。也已经采用了分离的多孔氧化钛阳极，其宣称输送高达1000mA/m²的高阳极电流密度离开阳极表面(US6332971)。

在输送保护电流的过程中消耗了牺牲阳极。主要的阳极反应是牺牲金属的溶解。结果，限制了牺牲金属的使用寿命。牺牲阳极已经应用为嵌入在(埋在)牺牲阴极防护系统中的分离阳极(WO9429496)和应用为在牺牲阴极防护中带有覆层的网状物(US5714045)。然而，内嵌牺牲阳极系统的使用因需要在阳极使用寿命结束时替换阳极而受到阻碍。牺牲阳极系统也可以直接连接到混凝土表面(US5650060)且是可以接近的以方便阳极的替换。在外加电流作用中使用牺牲阳极因在这种作用中阳极的消耗更快而受到阻碍。然而，表面应用的阳极容易替换且这种类型的系统已经在通常小于25mA/m²的阳极电流密度下被用作外加电流阳极(US5292411)。

分离阳极是每一个都截然不同的密实阳极，其通常嵌入在混凝土中的孔洞内或安装在对混凝土进行了补片修复的位置。US6217742给出了对分离阳极的描述。内嵌的分离阳极牢固地连接到混凝土且分离阳极的连接不牢靠现象比应用到混凝土表面的非分离阳极的不牢靠现象更少发生。

暂时的阳极系统通常连接到混凝土表面以进行短期高电流的暂时的电化学处理以及在通常少于3个月的处理期结束时被移除。暂时的阳极被短暂的电解液所包围，暂时的电解液如罐中包含的液体或诸如饱和纤维素纤维的电解液材料，电解液在处理过程结束时容易去除(US5538619)。高的驱动电压连同高的电解液体积通常是必须的以支持高的电流输出。相比而言，期望输送防护电流达好几年的长期阳极系统被牢固地连接到混凝土且可以嵌入在混凝土的空腔内以改进阳极的连接。

发明公开内容

技术问题