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钢筋混泥土阴极保护系统失效问题分析

[ 时间:2023-03-09 点击:343 ]

一、钢筋混凝土腐蚀问题

腐蚀引起混凝土结构的混凝土破坏,不仅影响结构的安全性,也加剧了业主的经济负担。阴极保护作为控制钢筋混凝土腐蚀的一种电化学方法,阻止混凝土中钢筋表面的电化学腐蚀。选择阴极保护作修复方案时,有很多影响阴极保护系统有效性、耐久性和成本的因素。以前一些案例的失败原因,为我们现在安装耐久的、长期有效的阴极保护系统提供了重要的参考信息。

二、钢筋混凝土阴极保护系统介绍

众所周知,阴极保护是控制氯介质环境中混凝土钢筋腐蚀的有效措施。自1973年第一个导电沥青系统在加利福尼亚安装成功以来,开发出了多种阴极保护系统,但是许多阴极保护系统的开发并不成功。一些系统的失败原因显而易见;但是其它的失败原因仍不清楚,因为耐久的阴极保护系统需要以下的因素来保障:

合理的工程设计

选择耐用的阳极

合理的安装和测试

合理的调试

合理的维护如缺少任何一个因素,就不能安装出耐久的阴极保护系统,还可能导致达不到规范要求的性能或引起过早破坏。与以上结果直接相关的因素有:记录缺失、产品的耐久度问题、技术手册内容模糊、工程经验缺乏以及系统维护不当等。经过在美国和其他一些国家30多年的实践经验,现在混凝土阴极保护专家们对阴极保护如何工作以及如何有效应用阴极保护来控制钢筋混凝土的腐蚀有了深入的了解。

三、阴极保护系统失效问题分析

3.1阴保系统失效问题对于工程业主来说,采用阴极保护的目的是为建筑物提供长期有效的腐蚀防护。然而,过去曾经安装的许多阴极保护系统都曾发生过早失效或无效的问题。引起这些问题的原因是很多,例如:

阴极保护专业人员工程管理能力缺乏以及知识和经验的欠缺

选用耐久性不好的阴极保护材料

没有针对特定的结构组成和环境选取合适的阴极保护系统

阴极保护安装不当以及缺乏正确的测试

业主或承建专业人员缺乏维护能力涉及到上述任何一项,都可能导致阴极保护系统不能持久有效地运作,还可能引起过早失效。为了安装有效而耐用的阴极保护系统,各种因素都必须考虑到。

3.2 阴极保护专业人员的选择

阴极保护专业人员工程管理能力缺乏以及知识和经验的欠缺

阴极保护设计人员具备正确的设计能力和丰富的现场经验,是确保安装一个有效持久的阴极保护系统的必要因素。在一些国家,混凝土结构阴极保护系统应用的增长,自然导致一些缺乏经验的工程师也进入了阴极保护项目。基于阴极保护和实际现场项目中获得的混凝土工程经验,混凝土阴极保护这项独特的技术已基本形成。阴极保护设计者必须明白要想正确安装系统的每个部分,应具备正确的测试、了解所有阴极保护组件和相关材料的特性,而不是单纯的知道阴极保护理论。因此,阴极保护设计者缺乏材料知识和现场工作经验,通常会导致阴极保护系统无效或缺乏耐久性。自30年前这项技术发展以来,出现了许多过早失效的案例。但是,许多新一代的阴极保护设计者仍然重复着相同或类似的错误。过去,阴极保护专家编制了许多相关规范和设计图纸。这些规范和设计的内容因工程条件的不同而各异:

建筑物暴露在海洋或除冰盐环境中

建筑物在热带、亚热带或寒冷环境中

为建筑物的单一构件或多构件提供阴极保护

现有建筑物或新修建筑物

已有建筑物的混凝土结构的破损情况

建筑物构件承受了干-湿交替变化情况或长期处于潮湿或干燥的环境中

建筑物构件详细或简单的钢筋规格

建筑物所处的区域阴极保护设计者考虑这些因素时,以上所列各个工程条件的技术规范或多或少的存在差异。然后,一些阴极保护设计者不能区别这些差异,而照搬其它建筑物阴极保护的规范和设计,结果安装了不正确或不恰当的阴极保护系统。即使这些系统一开始的时候有效,但也只能持续较短的时间。

在许多实例中,钢筋混凝土维修项目中的阴极保护系统无效的结果在短期内体现不出来,然而钢筋的腐蚀仍不断的进行,破坏着混凝土。因此,业主很难立即指出问题所在。换句话说,混凝土在修复之后,业主在几年之内不能通过肉眼观察出阴极保护系统的无效。因此,为项目选择合格的、经验丰富的专家就尤为重要,这使类似的风险减到最低。然而钢筋的腐蚀仍不断的进行,破坏着混凝土。因此,业主很难立即指出问题所在。换句话说,混凝土在修复之后,业主在几年之内不能通过肉眼观察出阴极保护系统的无效。因此,为项目选择合格的、经验丰富的专家就尤为重要,这使类似的风险减到最低。

 

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