[发明专利]一种氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土结构用锌合金牺牲阳极材料

说明书

本发明属于钢筋混凝土结构牺牲阳极保护材料，公开了一种氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土结构用锌合金牺牲阳极材料，以解决现有技术牺牲阳极材料中存在的问题，该牺牲阳极材料按质量百分比计包括以下成分：Al为0.5%，Cd为0.1%，La为0.18%～0.36%，Ce为0.42%～0.84%，杂质＜0.1%，余量为Zn。本发明的锌合金牺牲阳极材料具有良好的活化性能，腐蚀均匀，表面腐蚀产物疏松易脱落，耐蚀性好，使用寿命长，满足钢筋混凝土中的使用要求。本发明的锌合金牺牲阳极材料电化学性能优良，电流效率达到95%左右。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土结构牺牲阳极保护材料，具体涉及一种氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土结构用锌合金牺牲阳极材料。

背景技术

混凝土中钢筋的阴极保护是一种公认的为金属提供腐蚀保护的方法，特别是在混凝土中氯离子浓度很高的情况下，而目前应用于混凝土环境中的牺牲阳极材料主要有铝合金、镁合金、锌合金等。相对于前两种阳极材料较为苛刻的使用条件，锌合金阳极因更高的电流效率及自调节特性等优点使其成为主要的牺牲阳极材料。但是锌合金阳极中存在的有害杂质元素对阳极材料的腐蚀溶解及性能造成很大的影响，进而影响其在氯盐侵蚀环境下钢筋防腐的有效性。面对这种情况，目前使用锌阳极材料有两种，一种是使用高纯锌阳极（Zn>99.995%、Fe<0.0014%、Cu<0.002%、Pb<0.003%），这就需要提高工艺水平且增加成本，另一种就是通过加入常规微量元素合金化方法改善阳极的性能，但改善效果有限，在混凝土这种特殊环境下，国标中提供Zn-Al-Cd合金阳极，由于存在晶间腐蚀的问题，导致腐蚀不均匀,保护效果下降。现有技术无法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术牺牲阳极材料中存在的问题，提供了一种可以溶解性及电化学性能较好、防腐性能优良的氯盐侵蚀环境下钢筋混凝土结构用锌合金牺牲阳极材料。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种氯盐环境下钢筋混凝土结构用锌合金牺牲阳极材料，按质量百分比计包括以下成分：Al为0.5%，Cd：0.1%，La为0.18%～0.36%， Ce为0.42%～0.84%，杂质＜0.1%，余量为Zn。

进一步地，该锌合金牺牲阳极材料按质量百分比计，包括以下成分：Al为0.5%，Cd为0.1%，La为0.24%～0.3%， Ce为0.56%～0.7%，杂质＜0.1%，余量为Zn。

进一步地，杂质为Fe、Cu、Pb。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、Al、Cd元素的加入可以细化晶粒，消除杂质元素的不利影响，Al可以是阳极表面的腐蚀产物变得疏松而极易脱落。Cd可以与Zn中的杂质Pb形成固溶体，也可以减少锌合金的自腐蚀作用。

2、La及Ce元素的添加除了能改善合金的组织转变及晶粒大小，还能与Fe、Pb、Cu等形成（La,Fe）Al₄Zn₈、CePb₃、（La,Fe）Al₄Zn₈等，既消除Fe、Pb、Cu有害元素的影响，又强化基体，改善改善性能，活化阳极，提高电流效率。

3、本发明的锌合金牺牲阳极材料具有良好的活化性能，腐蚀均匀，表面腐蚀产物疏松易脱落，耐蚀性好，使用寿命长，满足钢筋混凝土中的使用要求。

4、本发明的锌合金牺牲阳极材料电化学性能优良，电流效率达到95%左右。

附图说明

图1为浇铸成型的锌合金阳极。

图2为不同稀土含量下锌合金阳极的溶解形貌图。

图3不同稀土含量下锌合金阳极的腐蚀形貌图。