长期以来,钢筋混凝土结构的耐久性一直是经过工程实践检验和人们认可的。因此,钢筋混凝土桥梁已成为世界上应用 广泛的桥梁。在钢筋混凝土结构中,钢筋处于强碱环境中,其表面形成致密的钝化膜,保护钢筋不与腐蚀环境接触,防止钢筋生锈。然而,在桥梁服役期间,结构处于恶劣的环境条件下,会发生一系列的内部变化,导致钢筋混凝土的腐蚀。钢筋锈蚀对钢梁混凝土桥梁的使用十分不利。
目前国内对钢筋混凝土的保护主要采用混凝土表面材料、硅烷浸渍剂、阻锈剂等措施。这些产品本身在耐久性、抗冻融性或对混凝土性能方面存在一定的影响。对混凝土结构实施阴极保护是有效解决钢筋锈蚀的手段,在国外己经广泛应用。
混凝土的阴极保护一般分为外加电流法和牺牲阳极法。国外对新建结构更多采用的是外加电流阴极保护,同时由于桥面板长期有车辆通行,对面板钢筋混凝土的保护一般采用外加电流阴极保护系统。钢筋混凝土外加电流保护系统主要由直流电源、辅助阳极、参比电极和电缆等组成。
首先,在对系统进行阴极保护之前,我们要了解如下参数:钢筋尺寸及钢筋布置图、混凝土保护层厚度、钢筋及其它混凝土钢筋构件的电连接情况和系统设计使用寿命等。
在对桥梁面板进行阴极保护设计时,首先要对保护区域进行分区,各区相对独立,互不干扰,单独调节控制,这样便于更精确的对系统进行保护。其中一个区失效对其它区域没影响,理论上将分区越多,对系统越有利,但分区越多造价也越高,因此我们在进行设计时要进行合理分区。
参比电极和钛参比电极组成的一个复合参比电极,该参比能满足系统整个设计使用寿命期的需要。
混凝土阴极保护中使用的变压整流器原则是越简单越好,一般采用多回路的整流器,每个回路单独控制一个分区。
牺牲阳极保护法与阴极保护法相比无需外加电源,具有投资少,安装维修方便,易于获得良好电流分布等优点,因此在舰船、海上设备、码头、地下管道等设施的保护上,得到了广泛的应用,但在我国的桥梁保护上应用尚在起步阶段。牺牲阳极的使用寿命一般不长,大多在10-15年左右。
阴极保护是防止钢筋混凝土锈蚀 有效的保护措施,在今后工程中的广泛应用是必然趋势。在对结构设计的同时考虑采用阴极保护措施对钢筋进行保护,在对结构的整体寿命提供足够的保证的同时,极大的降低了将来对结构进行维修维护的风险。同时在系统设计和实施的过程中必须和结构整体设计、施工保持一致。
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