许多钢筋混凝土结构遭受腐蚀损坏。由于在冬季维护期间,在冬季维护期间施加去冰盐而导致的原因包括盐入口,接触海洋环境和碳化的混凝土。
混凝土的传统防腐方法
腐蚀是一种电化学过程,随着这种电化学技术处理的使用非常流行。传统治疗如外加电流阴极保护要求通过混凝土通过混凝土来阻止腐蚀活动并阻碍其未来的发展。但是,对于预应力混凝土有加固的风险氢脆脆化如果没有严格控制施加的极化,则钢。(了解更多内容氢脆介绍。)
需要杂交腐蚀保护
通过减少因其产生的氢气量来限制钢筋潜力的潜在潜力的诱导变化来处理这种风险。水水解在应用电化学处理,如ICCP的过程中。然而,在ICCP系统的长期使用过程中,资产所有者的风险仍然存在,因为监测和调整通常仅以年为间隔进行,这可能还不够。降低这种风险的另一种方法是使用外部直流电源进行短暂的外加电流处理,使腐蚀部位重新碱化,并通过这种方法提供长期的腐蚀预防电流腐蚀保护。这种电化学处理的组合更常见称为杂化腐蚀保护。
混合腐蚀保护的两种实现
苏格兰北部萨瑟兰的舌桥(见上文主图像)于1970年开业,总共184米,包括18个大约相同的跨度,并带有一个车道双车道。预应力混凝土梁形成甲板,钢桩支撑的钢筋混凝土桩。这座桥是1989年修复的补丁氯化物诱导腐蚀。然而,从1999年开始检查报告的腐蚀和结构恶化(图1)。
图1.典型的氯化物诱导预应力混凝土梁的劣化。
2011年,一份翻新合同被租赁,以延长使用寿命通过提供腐蚀和预防来实现30年的结构。
新西兰南部Invercargill的Tiwai Point Bridge于1969年开业,整体跨度为486米,包括27个大约相同的跨度,并带有一个单行车双车道。它由预应力和后张紧的混凝土梁构成,形成甲板,钢筋混凝土桩在预应力混凝土桩上支持。由于对钢筋的严重腐蚀,2009 - 2010年取代了上层建筑。2013年的维修合同是通过提供腐败逮捕和预防来扩展50年期间的子结构的使用寿命。
在两个结构上实施了混合腐蚀保护。对于舌头桥的凯尔,它用于将现有的腐蚀活动捕捉到预应力混凝土梁的上层建筑,并延长了他们的使用寿命,再持续30年。对于TiWai Point桥,它用于为预应力混凝土桩提供潮汐区,使用50年的使用寿命来提供预防。
采用杂种腐蚀保护的优点包括:
- 结合传统电化学系统的力量,以防止电镀技术的简单性和低维护要求阻止腐蚀活动
- 通过一个临时通电阶段,腐蚀活动立即停止
- 氢脆化的总体风险
- 不需要永久供电和相关的年度维护费用
- 它减少了安装和监控的访问要求
- 未来的重新激励功能
- 它显着降低了电气短路的风险
仅需要物理劣化的混凝土,从预应力的混凝土元件中取出。杂交种阳极直径为18毫米,通常长度为37毫米,安装在预应力筋之间约300mm中心的预钻孔空腔中。预先钻孔的空腔用专用低强度腻子填充,以完全覆盖阳极,并与修复混凝土分离(图2)。
图2.预应力混凝土梁上的典型混合阳极安装。
评估混合混合腐蚀保护系统的效果
安装在两种结构上的混合腐蚀保护系统被设计为提供足以阻止腐蚀和提供的初始充电足够的电流在剩余的使用寿命内保持被动。然而,它也被设计成能够在使用寿命期间进行额外的外加电流充电,以监测数据,从而确定这是必要的。在此基础上,制订了下列评价其业绩的标准:
- 增强50 kc / m的最低电荷2
- 在处理的外加电流阶段,对于Ag/AgCl/0.5M KCl(银/氯化银)电极,预应力钢的电位不应大于-900 mV
- 这当前密度,在初始侵蚀风险的位置测量,在初始的印象印象和系统之后去极化应该小于2 mA / m2
- 阳极应以这样的方式安装,即在系统寿命期间有未来的内容的电流处理阶段存在能力。
可以基于钢的施加电流和所得钢电位转变来计算腐蚀电流密度。这些可以随后插入巴特勒 - 沃尔默方程式,提供基础抗极化,计算腐蚀电流密度(图3)。
图3。腐蚀电流密度计算实例。
总的来说,混合腐蚀保护是传统腐蚀保护处理的一个有吸引力的替代方案,因为它结合了抑制腐蚀活动的能力和简单和低维护要求的电偶技术。它提供了一个临时的激活阶段,以阻止腐蚀,然后是一个永久性的电模态阶段,这对预应力混凝土结构特别有利,因为它显著降低了任何氢脆的风险。(本文也讨论了这种方法如何用于保护钢筋混凝土的混合动力学阴极保护系统。)
在使用外部直流电源输送的短暂印象的电流处理后,使用外部直流电源被阻止腐蚀,低密度的电流腐蚀保护足以保持腐蚀率低于要求的阈值。在长达600天的时间内对钢材电位的监测也证实了钢材是被动的。还观察到,随着时间的推移,钢电位一直朝着更积极的值移动,这是钢整体钝化的另一个迹象。最重要的是,尽管持续暴露在恶劣的海洋环境中,它仍然保持了被动状态。