混凝土中钢筋的腐蚀与阴极保护PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1　混凝土钢筋腐蚀的危害 1

1.2　我国钢筋混凝土结构腐蚀破坏状况 3

1.2.1　海港工程腐蚀破坏状况 3

1.2.2　水利工程腐蚀破坏状况 5

1.2.3　公路和桥梁腐蚀破坏状况 6

1.2.4　公共和民用建筑腐蚀破坏状况 6

1.2.5　盐湖地区设施腐蚀破坏状况 7

1.3　钢筋腐蚀对结构功能的影响 8

1.4　钢筋腐蚀机理 9

1.4.1 自然腐蚀 9

1.4.2　杂散电流腐蚀 12

1.5　钢筋腐蚀的检测 14

1.6　控制钢筋腐蚀的方法 16

1.6.1　电化学保护 16

1.6.2　耐久性混凝土 18

1.6.3　混凝土表面涂层 19

1.6.4　阻锈剂 22

1.6.5　涂层钢筋 23

1.7　钢筋混凝土阴极保护技术的发展和应用现状 25

1.7.1　钢筋混凝土阴极保护技术的发展 25

1.7.1.1　强制电流阴极保护的发展 26

1.7.1.2　牺牲阳极阴极保护的发展 27

1.7.2　钢筋混凝土阴极保护应用现状 28

参考文献 31

第2章　钢筋混凝土阴极保护的工作原理 35

2.1　阴极保护原理 35

2.2　阴极保护方式 38

2.2.1　强制电流阴极保护 38

2.2.2　牺牲阳极阴极保护 40

2.2.3　阴极保护方式的选择 40

2.3　阴极保护条件 41

2.3.1　钢筋的电连续性 41

2.3.2　混凝土表面状况 42

2.3.3　避免阴极和阳极之间短路 42

2.3.4　混凝土凿除 42

2.3.5　局部修补 42

2.4　阴极保护区域的划分 43

2.5　阴极保护的副作用 44

2.5.1　预应力钢丝的氢脆 44

2.5.2　钢筋与混凝土界面的结合强度 45

2.5.3　诱发碱活性集料的混凝土结构的碱集料反应 46

2.5.4　腐蚀干扰 46

2.6　杂散电流对阴极保护的影响 47

2.6.1　杂散电流对保护电位的影响 47

2.6.2　杂散电流对保护电流的影响 48

2.6.3　杂散电流对牺牲阳极阴极保护系统的影响 48

参考文献 48

第3章　阴极保护准则 50

3.1　保护电位准则 50

3.1.1　保护电位准则 50

3.1.2　保护电位准则的依据 51

3.1.3　保护电位测量 54

3.2　极化衰减（发展）准则 55

3.2.1　极化衰减（发展）准则 55

3.2.2　极化衰减（发展）准则的依据 56

3.2.3　极化衰减（发展）测量 58

3.3　极化曲线（E-lgi）准则 59

3.3.1　极化曲线准则 59

3.3.2　极化曲线准则的依据 60

3.3.3　极化曲线准则的不足 60

3.4　其它准则 61

参考文献 62

第4章　保护电流密度和电流分布 64

4.1　保护电流密度 64

4.2　电流分布 66

4.3　试验性阴极保护系统 67

参考文献 67

第5章 阴极保护前结构物状况调查与检测 69

5.1　资料收集 69

5.2　外观普查 70

5.3　空鼓、分层、裂缝检测 72

5.3.1　空鼓检查 72

5.3.2　超声波分层、裂缝检测 72

5.4　钢筋位置及保护层厚度检测 76

5.4.1　检测的必要性 76

5.4.2　检测仪器 76

5.4.3　检测方法 76

5.5　钢筋半电池电位测定 78

5.5.1　必要性 78

5.5.2　检测仪器 78

5.5.3　测量方法 79

5.5.4　结果处理 80

5.5.5　钢筋锈蚀评估 82

5.6　氯化物含量检测 83

5.6.1　混凝土中氯化物的来源 83

5.6.2　氯化物含量检测的必要性 84

5.6.3　混凝土中氯离子含量的测定 84

5.6.3.1　游离氯离子含量的测定 85

5.6.3.2　氯离子总含量的测定 86

5.6.3.3　现场快速测定混凝土中氯离子含量 89

5.6.4　判别钢筋锈蚀 89

5.7　碳化深度测量 90

5.7.1　检测工具和材料 90

5.7.2　检测方法 90

5.8　钢筋腐蚀测量 91

5.8.1　检测的必要性 91

5.8.2　主要检查测量方法 92

5.9　杂散电流的检查 96

5.10　钢筋电连续性检测 96

5.11　混凝土电阻率测量 97

5.11.1　影响混凝土电阻率的因素 97

5.11.2　混凝土电阻率对钢筋腐蚀的影响 98

5.11.3　混凝土电阻率对阴极保护的影响 99

5.11.4　测量方法 100

5.11.5　注意的问题 101

5.12　混凝土抗压强度检测 102

5.12.1 回弹法检测混凝土抗压强度 103

5.12.2　取芯法检测混凝土强度 106

5.12.3　修正 111

5.13　腐蚀状况评价 112

参考文献 114

第6章　强制电流阴极保护 115

6.1　强制电流阴极保护的设计要求 115

6.2　强制电流阴极保护辅助阳极 115

6.2.1　概述 115

6.2.2　辅助阳极的特性 117

6.2.3　辅助阳极材料 120

6.2.4 主阳极 120

6.2.5　应用较为成功的辅助阳极系统及其特点 122

6.2.5.1　硅铁＋导电沥青或导电混凝土阳极 122

6.2.5.2　导电塑料电线＋AS导电砂浆阳极 122

6.2.5.3　主阳极＋导电涂层阳极 126

6.2.5.4　金属涂层阳极 127

6.2.5.5　沟槽式或镶嵌式阳极 131

6.2.5.6 网状铜芯导电聚合物电线＋水泥胶结材料覆盖层阳极 132

6.2.5.7　钛基混合金属氧化物阳极 133

6.2.5.8　关于水泥胶结材料覆盖层 136

6.3　强制电流阴极保护施工和调试 136

6.3.1　保护系统施工 136

6.3.2　保护系统调试 138

参考文献 138

第7章　强制电流阴极保护的电源设备 141

7.1　概述 141

7.2　电源设备的种类 142

7.2.1　手控直流电源 142

7.2.1.1　普通硅整流器 143

7.2.1.2　可控硅整流器 143

7.2.2　自控直流电源 145

7.2.3　其他直流电源 146

7.3　强制电流阴极保护对电源设备的要求 146

7.3.1　基本要求 146

7.3.2　电源的容量 147

7.3.3　效率 149

7.3.4　环境要求 150

7.3.5　电源的布置 152

7.4　电源的选用 154

7.5　电源的安装 156

参考文献 155

第8章　牺牲阳极保护 157

8.1　牺牲阳极材料 157

8.2　应用较成功的牺牲阳极保护系统及其特点 158

8.2.1 电弧喷锌或喷铝-锌-铟合金 158

8.2.2　锌箔／导电黏结剂 159

8.2.3　锌网／水泥浆护套 160

8.2.4　锌网／压板 161

8.2.5　埋入式牺牲阳极 162

8.3　牺牲阳极保护系统使用寿命预测 164

参考文献 165

第9章　运行与管理 167

9.1　阴极保护系统监测 167

9.2　管理与维护 168

9.2.1　强制电流阴极保护系统 168

9.2.2　牺牲阳极阴极保护系统 169

参考文献 170

第10章　测试仪器及维护保养 171

10.1　测试仪器 171

10.1.1　超声波测试仪 171

10.1.2　钢筋保护层厚度及钢筋位置测定仪 173

10.1.3　钢筋半电池电位检测仪 175

10.1.4　钢筋腐蚀程度测定仪 176

10.1.5　混凝土中氯离子含量现场测定仪器 178

10.1.6　碳化深度测试仪器 180

10.1.7　数字电压表 181

10.1.8　混凝土电阻率测量仪器 183

10.1.9　回弹仪 184

10.1.10　电流断路器 185

10.1.11　参比电极和测试片 186

10.2　仪器的维护与保养 188

第11章　阴极保护工程实践 190

11.1　强制电流阴极保护 190

11.1.1 1988年我国大丰挡潮闸胸墙钢筋混凝土梁强制电流阴极保护试验 190

11.1.2 1988年我国连云港二码头东侧钢筋混凝土梁板底部强制电流阴极保护 194

11.1.3 1990年我国湛江港5万吨级油码头甲连系桥上部结构强制电流阴极保护 197

11.1.4 我国渤海某码头钢筋混凝土承重梁强制电流阴极保护 206

11.1.5 美国俄勒冈州Newport的Yaquina Bay桥强制电流阴极保护 207

11.1.6　澳大利亚悉尼歌剧院混凝土构件强制电流阴极保护 210

11.1.7　美国维吉尼亚州混凝土桥梁面板强制电流阴极保护 211

11.1.8 沙特阿拉伯Jubail海水进水口钢筋混凝土结构强制电流阴极保护 217

11.1.9　德国柏林绕城公路钢筋混凝土结构强制电流阴极保护 219

11.2　牺牲阳极保护 224

11.2.1　美国佛罗里达州公寓大楼牺牲阳极保护 224

11.2.2　美国阿拉斯加州Ketchikan高架桥牺牲阳极保护 228

11.2.3　维吉尼亚Hampton预应力混凝土桩牺牲阳极保护 231

11.2.4　加拿大安大略公路桥牺牲阳极保护 242

参考文献 248

第12章　阴极防护 250

12.1　概述 250

12.2　阴极防护工程实践 251

12.2.1　我国杭州湾跨海大桥阴极防护 251

12.2.2　美国维吉尼亚混凝土桥梁面板阴极防护 254

12.2.3　意大利Frejus公路立交桥（高架桥）面板阴极防护 255

参考文献 260

第13章　经济分析 261

13.1　阴极保护工程费用 261

13.2　防腐蚀工程经济分析方法 265

13.3　不同措施的费用比较 273

13.3.1　传统修补方法与阴极保护费用比较 273

13.3.2　耐蚀钢筋与阴极防护费用比较 277

参考文献 279

附录 280

附录一　EN12696:2000混凝土中钢筋的阴极保护 280

前言 280

简介 280

1　范围 281

2　规范性引用文件 281

3　术语和定义 281

4　一般规定 282

5　结构物的评定和维修 283

6　阴极保护系统的组成 287

7　安装程序 298

8　试运行 303

9　系统记录和文件 308

10　运行和维护 309

附录二　NACE RP0290—2000大气中钢筋混凝土结构强制电流阴极保护推荐性规程 311

1　总则 311

2　准则 312

3　强制电流阴极保护系统设计 314

4　安装 317

5　通电和系统调试 318

6　强制电流阴极保护系统的运行和维护 319

7　记录 321