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1簡(jiǎn)介腐蝕混凝土構(gòu)件中鋼筋的腐蝕是設(shè)計(jì)位于水中的結(jié)構(gòu)所主要關(guān)心的問(wèn)題，也是位于含鹽環(huán)境或者其他腐蝕性介質(zhì)中的建筑所產(chǎn)生的主要問(wèn)題。

　　在正常條件下混凝土為堿性材料，由于氫氧化鈣的存在其PH值大約在12 5左右，在這個(gè)值下鋼筋的表面會(huì)形成一層保護(hù)膜來(lái)抑制腐蝕活動(dòng)。當(dāng)PH值降低到腐蝕侵入或者碳酸飽和時(shí)，在鋼筋周圍的保護(hù)層會(huì)退化，腐蝕會(huì)展開。

　　混凝土中的鋼筋的腐蝕使混凝土開裂。鋼材截面的縮小加速了鋼筋的腐蝕，減少了鋼筋和混凝土之間的結(jié)合。混凝土與鋼材截面的縮小和它們之間相互作用的減小使結(jié)構(gòu)物的剛度變小，最終引起承載能力的下降。如果這種循環(huán)作用發(fā)展下去的話，結(jié)構(gòu)最終會(huì)失去作用。

　　常規(guī)的非電化學(xué)復(fù)原技術(shù)例如修補(bǔ)，壓力灌漿，或者外部涂層僅僅能夠提供暫時(shí)的修復(fù)，因?yàn)檫@些方法只是針對(duì)腐蝕的結(jié)果而不是腐蝕問(wèn)題本身。唯一的能夠減輕鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕的修復(fù)技術(shù)是陰極防腐技術(shù)。

　　陰極防腐陰極防腐的概念是通過(guò)陽(yáng)極釋放電流使金屬極化來(lái)達(dá)到保護(hù)目的。從外置陽(yáng)極釋放的電流在金屬的相反方向使金屬極化，因此使氧化反應(yīng)降低到可以忽略的程度。

　　陰極防腐通過(guò)外部直接電流應(yīng)用到混凝土中的鋼筋上來(lái)控制鋼筋的腐蝕。在鋼筋的表面提供了額外的能量來(lái)阻止腐蝕的發(fā)展。因?yàn)楦g本身是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)控制電流可以控制腐蝕。

　　有兩種陰極防腐系統(tǒng)：（a）外加電流系統(tǒng)；（b）電流陽(yáng)極系統(tǒng)。外加電流利用外部能源提供外部陽(yáng)極釋放的電流到陰極保護(hù)的金屬上。電流陽(yáng)極系統(tǒng)利用金屬的高電勢(shì)與保護(hù)金屬產(chǎn)生的反應(yīng)提供保護(hù)電流。

　　在20世紀(jì)70年代中期，由于定期維護(hù)帶來(lái)的較高的費(fèi)用，人們?cè)谂で笠环N有效的修復(fù)方法，此種方法能夠阻止由于腐蝕而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度的進(jìn)一步損失，佛羅里達(dá)交通局開始了陰極防腐技術(shù)的試驗(yàn)。在近些年里，佛羅里達(dá)交通局在16座橋梁上安放了陰極防腐系統(tǒng)來(lái)減少由于腐蝕發(fā)展而產(chǎn)生的混凝土的強(qiáng)度退化。這些系統(tǒng)包括外加電流和電流陽(yáng)極系統(tǒng)。其中的一些修復(fù)方法己經(jīng)成為這個(gè)部門的標(biāo)準(zhǔn)方法。表1列出了本文所要討論的引用于系統(tǒng)的正常工作電流和極化電壓表1陰極防腐系統(tǒng)的通用性能系統(tǒng)使用期初始電流穩(wěn)態(tài)電流靜態(tài)初靜態(tài)后始極化期極化傳導(dǎo)橡膠水泥砂漿中的鈦網(wǎng)結(jié)構(gòu)保護(hù)層中的鈦網(wǎng)基保護(hù)層中的鈦網(wǎng)電弧噴鍍鋅陽(yáng)極穿孔鋅片基保護(hù)層中的鋅陽(yáng)極工程師，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

　　2初始電壓和性能當(dāng)給陰極防腐系統(tǒng)初始電壓的時(shí)候，有必要在應(yīng)用防腐電流之前測(cè)量要保護(hù)金屬的靜態(tài)電壓。此自然電勢(shì)可以作為一個(gè)點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)點(diǎn)我們可以確定陰極防腐系統(tǒng)所需的電流值。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生電流時(shí)，電勢(shì)沿相反的方向移動(dòng)，使金屬極化為電勢(shì)陰極與外部陽(yáng)極反應(yīng)。也就是反方向100mV的極化電壓能夠提供足夠的陰極保護(hù)。

　　這些系統(tǒng)的性能可以通過(guò)監(jiān)測(cè)在陰極防腐下的鋼筋的電勢(shì)來(lái)評(píng)估。用來(lái)確定成功性能的標(biāo)準(zhǔn)包括100mV極化電設(shè)腐蝕標(biāo)準(zhǔn)，和ELogI標(biāo)準(zhǔn)。所有這些標(biāo)準(zhǔn)中，最為通用和有效的是100mV極化電壓/腐蝕標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。但是，對(duì)于試驗(yàn)系統(tǒng)而言，ELogI標(biāo)準(zhǔn)更加準(zhǔn)確，因?yàn)樗峁┝死斫夂头治鱿到y(tǒng)電流行為的必要信息。

　　極化腐蝕試驗(yàn)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，假定當(dāng)阻礙陰極防腐電流循環(huán)時(shí)，保護(hù)金屬的電勢(shì)將會(huì)失去其極化保護(hù)而變成自然電壓。在這一點(diǎn)電壓腐蝕可以測(cè)得，并且極化作用也可以通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算方法確定。盡管腐蝕率會(huì)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的不同而變化100mV的腐蝕被確定為標(biāo)注的陰極防腐判斷標(biāo)準(zhǔn)。本文討論的去極化測(cè)試結(jié)果可以在其他中找到。

　　ELogI標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)得處于陰極防腐金屬的極化電壓而制定。在此測(cè)試中，應(yīng)用于金屬的電流在預(yù)定的間隔中有較小的增量，同時(shí)電流每次增加電勢(shì)的反應(yīng)都會(huì)測(cè)出。得到的電壓結(jié)果用應(yīng)用電流值的對(duì)數(shù)形式繪出，曲線表示了系統(tǒng)所建立的電勢(shì)特點(diǎn)。從這個(gè)曲線中，可以確定諸如腐蝕電流和陰極防腐最小電壓和電流等參數(shù)。

　　3試驗(yàn)系統(tǒng)31傳導(dǎo)涂層系統(tǒng)1984年，佛羅里達(dá)交通局對(duì)第一個(gè)陰極防腐系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)估。這個(gè)系統(tǒng)被安置在東海岸的兩座有標(biāo)注的梁、板和柱的橋梁上。此系統(tǒng)由注入大量碳來(lái)提高傳導(dǎo)性能的具有涂層的陽(yáng)極構(gòu)成。陽(yáng)極涂料應(yīng)用于混凝土表面，并且與能夠提供陰極保護(hù)電流的傳感器相連。

　　在橋墩上，因?yàn)橥繉硬荒軕?yīng)用于潮濕的混凝土表面，所以從潮汐海拔13m的高度處應(yīng)用涂層。在梁和橋板表面整個(gè)需要保護(hù)的混凝土表面全部涂上涂層。整流器安放在橋的中心部位，電線埋置在每個(gè)陰極保護(hù)區(qū)的導(dǎo)管內(nèi)。

　　在當(dāng)時(shí)沒(méi)有建立可行的用來(lái)估計(jì)陰極保護(hù)性能的標(biāo)準(zhǔn)，只好采用對(duì)管道的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于初始電壓，觀測(cè)鋼筋的電勢(shì)差的初始變化。最初得到的鋼材電勢(shì)差滿足預(yù)定的陰極防腐標(biāo)準(zhǔn)一0850V（Cu/CuS4）。在所有的梁和橋面區(qū)域，可以應(yīng)用陰極防腐技術(shù)。然而，在橋墩和直接與潮水接觸的構(gòu)件上，系統(tǒng)不能將電勢(shì)維持在一個(gè)可以接受的保護(hù)水平上，這個(gè)水平在一0850V以下波動(dòng)。通過(guò)觀測(cè)可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)潮水與陽(yáng)極發(fā)生接觸時(shí)，電流改變方向指向了潛入水中的橋墩的部分，這個(gè)潮水的改變影響了系統(tǒng)的電流的分布。在這些面積上的涂層與混凝土立即失去結(jié)合，沿著己經(jīng)受到保護(hù)的面積產(chǎn)生了不均勻分布的電流系統(tǒng)一直保持工作狀態(tài)，在結(jié)構(gòu)由于功能失效的7年時(shí)間里系統(tǒng)進(jìn)行周密的監(jiān)測(cè)。

　　32傳導(dǎo)橡肢陽(yáng)極系統(tǒng)基于以前的討論和試驗(yàn)，具有統(tǒng)一電流分布且可以和水直接接觸的專門針對(duì)橋梁基的陽(yáng)極被開發(fā)出來(lái)。該陽(yáng)極是由裝有黑色碳的橡膠墊層構(gòu)成，能產(chǎn)生15Qcm的電阻率。橡膠陽(yáng)極有凹槽的一邊可以容許在陽(yáng)極混凝土接觸面聚集的鹽和雜質(zhì)被水沖洗掉。同時(shí)，凹槽可以聚集潮氣來(lái)加強(qiáng)混凝土陽(yáng)極界面的電導(dǎo)。

　　12m長(zhǎng)的陽(yáng)極放置在平均海拔高度的混凝土橋墩的中心。按基的尺寸和潮水改變的需要可以輕松改變其長(zhǎng)度和寬度，盡管12m長(zhǎng)在大多數(shù)情況下是足夠的。陽(yáng)極通過(guò)機(jī)械連接將有凹槽的一面安放在的表面上，或者通過(guò)硅制可循環(huán)塑性壓縮儀表板，用橡膠支座將其與傳導(dǎo)橡膠和儀表板連接起來(lái)。柔軟的硅膠墊層容許傳導(dǎo)橡膠適應(yīng)混凝土表面的不規(guī)則變化。所有的這些構(gòu)件用粘合劑連接，并且固定在基表面的19cm寬度不銹鋼帶上。整流器安放在橋梁上的方便位置，電線安置在陰極防腐區(qū)的導(dǎo)管內(nèi)。

　　安裝了第一個(gè)系統(tǒng)用來(lái)監(jiān)測(cè)，這個(gè)項(xiàng)目由美國(guó)聯(lián)邦公路局示范性項(xiàng)目公司資助。一臺(tái)穩(wěn)定電壓整流器最初是用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)電流的，但是出于評(píng)估的目的后來(lái)用穩(wěn)定的電流限制儀器代替了它。新的整流器在最初的極化過(guò)程中產(chǎn)生了預(yù)期的恒定電流，同時(shí)當(dāng)需要減少電流的時(shí)候還可以通過(guò)限制預(yù)先設(shè)置電壓的極限值的方法降低其電壓。系統(tǒng)利用EL（ogI標(biāo)準(zhǔn)施加電壓，此標(biāo)準(zhǔn)能確定有效的陰極防腐電流電量。

　　EL（ogI測(cè)試結(jié)構(gòu)表明需要的保護(hù)電流為0應(yīng)的電壓為一0710V（Cu/CuSO4），每?jī)A斜4N4S方向也加了電壓，EL（ogI值為0284A相應(yīng)的電壓為一0.359V.4N方向加了標(biāo)準(zhǔn)值之上的電壓關(guān)于利用恒定電流限制電壓整流器代替原有的整流器的情況，電流設(shè)置為0530A，可以保持極化的防腐電壓為一（Cu/Cu-SO4）。4S方向是利用恒定電流限制電壓整流器加壓。通過(guò)3年定期的觀測(cè)表明平均極化電勢(shì)值為384mV，來(lái)自靜態(tài)值。還發(fā)現(xiàn)在潮水濺到的面積處會(huì)發(fā)生陰極防腐極化現(xiàn)象，通過(guò)觀測(cè)放置在海面下的陽(yáng)極的電極我們發(fā)現(xiàn)基浸在水下的部分也會(huì)逐漸的發(fā)生極化現(xiàn)象。除了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)外，也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)測(cè)，來(lái)確定系統(tǒng)的平均有效期限。最初的結(jié)果表明使用期限在5年到17年之間長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)表明使用期限超過(guò)了20年。

　　系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上是可行的，類似的系統(tǒng)也安置了Ribault河的橋梁、F1和HowardFranklami的橋梁上。此系統(tǒng)建議安裝在有初步腐蝕跡象的基上。因?yàn)殛?yáng)極要求均勻的混凝土表面，要對(duì)破碎的混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。

　　33有涂層的鈦網(wǎng)陽(yáng)極鈦網(wǎng)陽(yáng)極是一種擴(kuò)展的具有催化作用的陽(yáng)極，它外面有金屬氧化物涂層，能夠使混凝土產(chǎn)生334mA/m2的電流輸出，而不會(huì)產(chǎn)生副作用影響混凝土的使用期限。陽(yáng)極網(wǎng)片利用塑料扣件直接安裝需要受到保護(hù)的結(jié)構(gòu)的表面。

　　網(wǎng)片折疊起來(lái)有12m寬，通過(guò)一根鈦棒經(jīng)過(guò)焊接后可以拼接在一起形成更寬的網(wǎng)片。鈦棒延長(zhǎng)到保護(hù)面積的外部用來(lái)和整流器中的電線形成連接。安裝在混凝土上，陽(yáng)極埋入混凝土5lcm的深度FDOT進(jìn)行評(píng)估的這種類型的第一批系統(tǒng)安裝在HowardFrarililarni橋的橋墩上，橋墩是由3個(gè)正方形的墩帽，3個(gè)矩形的橋墩和2個(gè)支撐構(gòu)成。在漲潮的時(shí)候，橋墩的底部直接與潮水接觸，此時(shí)柱子和支撐大部分保持干燥的狀態(tài)。盡管此系統(tǒng)是一個(gè)單循環(huán)系統(tǒng)，在每個(gè)基礎(chǔ)構(gòu)件上還是提供了電極，以便在每個(gè)區(qū)域的電勢(shì)能夠單獨(dú)地測(cè)量出。此系統(tǒng)是由陽(yáng)極制造商提供的，而且在施工的過(guò)程中還提供了質(zhì)量控制系統(tǒng)。

　　在安裝完畢后，系統(tǒng)根據(jù)ELogI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加壓。對(duì)于1區(qū)（柱）2區(qū)（支撐）3區(qū)（柱腳）的靜態(tài)電勢(shì)進(jìn)行測(cè)量分別得到0290V，一0441和一0464V所有的電勢(shì)都是利用埋置在混凝土中的Ag/AgCl電極測(cè)得的。對(duì)于加壓情況，極化電勢(shì)分別為一0357V，一0400V和一0570V.加初始化電勢(shì)的兩周后，極化電勢(shì)測(cè)得為一域1的170mV到區(qū)域3的216mV之間變化。

　　在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中收集的電壓數(shù)據(jù)表明了令人滿意的情況。盡管最初的6個(gè)月，混凝土中的泥漿與水產(chǎn)生了接觸，部分己經(jīng)從原來(lái)的混凝土表面分層。這種分層是由于泥漿的物理性質(zhì)所致，不能在潮濕的條件下和現(xiàn)有的混凝土形成良好的粘結(jié)。盡管有這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，但是還是有保護(hù)電流從鹽水中釋放出來(lái)并且沒(méi)有影響鋼筋的保護(hù)電勢(shì)。

　　其他的陰極防腐系統(tǒng)的測(cè)試還有4h的去極化測(cè)試，產(chǎn)生了132~214mV的極化損失。此時(shí)，系統(tǒng)適用于不與潮水接觸的混凝土構(gòu)件。

　　34封裝在結(jié)構(gòu)涂層中的鈦網(wǎng)這種系統(tǒng)中的陽(yáng)極是具有催化作用的擴(kuò)展鈦網(wǎng)陽(yáng)極，等效于在前面章節(jié)中描述的陽(yáng)極。此系統(tǒng)應(yīng)用在大體積橋梁混凝土構(gòu)件上，這些構(gòu)件由于沒(méi)有足夠的配筋，或者腐蝕使本身的性能降低因而需要結(jié)構(gòu)修復(fù)。此系統(tǒng)將結(jié)構(gòu)修復(fù)和腐蝕控制結(jié)合起來(lái)。安裝這個(gè)系統(tǒng)需要去掉現(xiàn)存的分層混凝土和清除混凝土表面的殘余物質(zhì)和暴露的鋼筋。如果混凝土中的裂縫己經(jīng)用水泥漿填充，催化鈦網(wǎng)陽(yáng)極就可以安裝在混凝土表面。按結(jié)構(gòu)維修的要求，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的周圍要安裝足夠的鋼筋籠。在現(xiàn)有的鋼筋和新的鋼筋之間要做好絕緣措施，因?yàn)樵诔潆姷臅r(shí)候，兩個(gè)鋼筋系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生不同的電流，由于周圍混凝土的存在，較舊的鋼筋會(huì)表現(xiàn)出較高的腐蝕情況。

　　第一個(gè)這樣的系統(tǒng)安裝在佛羅里達(dá)的新月形海灘的VerleAllenP（ope橋梁上。系統(tǒng)安裝在8個(gè)橋墩上，此結(jié)構(gòu)由于體積中沒(méi)有足夠的鋼筋致使結(jié)構(gòu)退化。因此產(chǎn)生的裂縫使具有侵蝕作用的鹽水進(jìn)入混凝土中，結(jié)果使鋼筋嚴(yán)重腐蝕和混凝土脫落。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在每個(gè)橋墩處，提供了恒定的電流電壓整流器。僅僅對(duì)現(xiàn)有鋼筋進(jìn)行初始加壓，在需要的時(shí)候?qū)εc系統(tǒng)相連的新的鋼筋進(jìn)行定期的監(jiān)測(cè)。

　　在安裝完成后，F(xiàn)DOT的人員按ELogI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了加壓，并對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)。對(duì)于4個(gè)系統(tǒng)的靜態(tài)電勢(shì)變化范圍在一0523~―0603V（Cu/Cu-SO4）同時(shí)EL（ogI測(cè)試結(jié)果表明陰極防腐電勢(shì)在大約100mV的周圍變化。在加壓的兩周后，電壓值從0化到了靜態(tài)值0428V在進(jìn)行了兩年的觀測(cè)后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在使電流從陽(yáng)極流動(dòng)到鋼筋表面是很有效的，這種現(xiàn)象通過(guò)長(zhǎng)期的極化電勢(shì)反應(yīng)可以得到證明。非常有趣的是，由于鋼筋不足而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫在其中的一個(gè)柱腳處當(dāng)修復(fù)完畢后很快又出現(xiàn)了。在3年期間，出于對(duì)結(jié)構(gòu)的考慮己經(jīng)替換了柱腳，當(dāng)柱腳破壞被替換或者是鋼筋被取出后，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行可視化的檢查，發(fā)現(xiàn)安裝在鋼筋上的陰極防腐系統(tǒng)處在一個(gè)自由腐蝕水平。

　　以下的方法對(duì)于橋梁是成功的，采用了一個(gè)與其相似的系統(tǒng)組合在一起應(yīng)用在兩座橋梁上。在這些橋梁上，系統(tǒng)和需要先張預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)組合在一起。在多數(shù)情況下這個(gè)系統(tǒng)證明在控制腐蝕方面是有效的。

　　35外加電流CP樁涂層系統(tǒng)這個(gè)系統(tǒng)是專門對(duì)橋梁的腐蝕控制而設(shè)計(jì)的。象前面討論的系統(tǒng)一樣，它由外加電流構(gòu)成，提供外部能量供給陰極保護(hù)電流。此系統(tǒng)用的陽(yáng)極是擴(kuò)展的鈦網(wǎng)陽(yáng)極，懸掛在標(biāo)準(zhǔn)的玻璃鋼的內(nèi)表面。玻璃鋼放置在低海拔的柱周圍并且向上延長(zhǎng)1.8m護(hù)套長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)有的損壞程度確定。護(hù)套在混凝土和玻璃鋼的表面提供了統(tǒng)一的環(huán)形空間可以注入混凝土。在CP護(hù)套外側(cè)的任何毀壞都用較好質(zhì)量的水泥進(jìn)行了修復(fù)。

　　佛羅里達(dá)的公路交通局采用了這個(gè)系統(tǒng)，首批系統(tǒng)安裝在acksonville的Ribault河的橋梁的44個(gè)上，在這個(gè)計(jì)劃中，護(hù)套12m高并且放置在高海拔的中心。這個(gè)系統(tǒng)包括在橋梁上的不同位置安裝的4個(gè)整流器，能夠在每個(gè)上提供單獨(dú)的電流輸出調(diào)整。安裝護(hù)套的時(shí)候需要將所有老化的混凝土去掉，清除在混凝土表面的雜質(zhì)和暴露的鋼筋殘片。因?yàn)樽o(hù)套最后要充滿水泥漿，不需要對(duì)混凝土進(jìn)行修復(fù)。陽(yáng)極護(hù)套安裝要注入水泥漿，導(dǎo)線系統(tǒng)安裝能夠提供鋼筋和陽(yáng)極與整流器的連接。

　　在4個(gè)方向上按EL（og/標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加壓，對(duì)其余的系統(tǒng)按一850mV標(biāo)準(zhǔn)。最初的電流密度在極化電勢(shì)為64mA/m2的情況下以穩(wěn)定的電流變化變化范圍在9~22mA/m2之間。極化電勢(shì)在一0.780~―0990V之間變化。在兩種情況下，通過(guò)定期的電壓非極化測(cè)試表明陰極防腐是有效的方法。此系統(tǒng)己經(jīng)成為了FDOT的標(biāo)準(zhǔn)的修復(fù)技術(shù)。

　　36噴射中和鋅離子金屬系統(tǒng)此系統(tǒng)屬于中和陽(yáng)極系統(tǒng)。利用鋅陽(yáng)極在鋼材中有較高的電勢(shì)，可以提供陰極防腐電流。鋅陽(yáng)極電勢(shì)大約11V，當(dāng)侵蝕鋼材的電勢(shì)為一0安裝過(guò)程包括清除老化混凝土表面的雜質(zhì)和利用噴砂器清除混凝土和鋼筋表面的殘余物質(zhì)。鋅離子應(yīng)用在混凝土表面和鋼筋的表面。在鋼筋的表面噴射鋅離子可以提供鋼材和鋅離子的電極連接。利用這種方式，鋅離子直接保護(hù)暴露的鋼筋，同時(shí)在混凝土內(nèi)部的鋼筋得到了陰極防腐電流。

　　鋅陽(yáng)極的應(yīng)用與噴涂技術(shù)相類似。手持噴槍中的兩個(gè)鋅線之間產(chǎn)生了電弧。在噴槍的噴口處鋅熔化的同時(shí)將鋅噴射到混凝土表面。鋅涂層的厚度在038~05mm范圍變化?；炷僚c鋅的結(jié)合強(qiáng)度大約是1034kPa，此系統(tǒng)可以起到中和電流或者外加電流系統(tǒng)的作用，盡管EDOT僅僅將其用在中和陽(yáng)極方面。

　　1989年在Niles隧道橋的5根圓形柱上，我們對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行了初始評(píng)估。柱子的直徑是09m，由環(huán)氧涂層鋼筋構(gòu)成。所有的柱子到了含有明顯裂縫的腐蝕階段。其中的3根柱子表面噴涂了鋅離子，并且進(jìn)行了定期的可視化監(jiān)測(cè)和完整測(cè)試，以便能夠觀測(cè)腐蝕的發(fā)展情況。另外的兩個(gè)柱子在噴涂鋅離子之前安裝了儀器以便能夠測(cè)量電流和極化現(xiàn)象。在這兩根柱子的鋅離子表面上所有高度范圍內(nèi)進(jìn)行了超過(guò)100mV的極化電壓測(cè)量。系統(tǒng)分配的保護(hù)電流保持在0免A/cm2，5年后，僅僅有1根柱子的1根鋼筋有腐蝕發(fā)展的跡象。

　　陽(yáng)極的預(yù)計(jì)使用期限在7 ~8年之間，這期間需要重新進(jìn)行金屬噴涂。建議系統(tǒng)不要應(yīng)用在直接與水接觸的情況，因?yàn)檫@樣會(huì)增加陽(yáng)極的消耗速度，而且明顯地降低陽(yáng)極的使用壽命，同時(shí)還對(duì)含有標(biāo)準(zhǔn)鋼筋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了其他評(píng)估。

　　在標(biāo)準(zhǔn)鋼筋中保護(hù)電流的分布大約是11A/cm2，其他情況下極化電壓超過(guò)了100mV與此同時(shí)，F(xiàn)DOT將這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用在8座以上的橋梁上，噴涂鋅離子的混凝土面積超過(guò)了18400m\這個(gè)系統(tǒng)的整體性能成功率達(dá)到了37穿孔鋅板系統(tǒng)這種系統(tǒng)能夠在噴涂鋅離子的高度處對(duì)橋梁的混凝土提供腐蝕保護(hù)。此系統(tǒng)由一張鋅網(wǎng)構(gòu)成，它牢固地固定在混凝土的表面，并通過(guò)機(jī)械裝置與鋼筋相連。鋅網(wǎng)從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講是可行的，符合ASTMA―190標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)成分為99.9%純鋅。鋅網(wǎng)的重量為7.9kg/m\鋅網(wǎng)片放置在有足夠大空間的籠子中，可以包在混凝土的四周?；\子通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的方法固定在混凝土上，此方法為5根36級(jí)不銹鋼帶和可以循環(huán)使用的木/塑料面板。面板50%為塑料、50%為木纖維，可以在內(nèi)表面形成凹槽，容許潮氣的聚集還可以沖洗形成鋅氧化物。鋅網(wǎng)陽(yáng)極通過(guò)多股銅線或者其他合適的連接方式與鋼筋相連。

　　系統(tǒng)安裝在漲潮高度的中心處。為了對(duì)水下部分提供保護(hù)，一個(gè)重量為21.8kg的鋅陽(yáng)極在水面下06m的高度處附著在上。第二個(gè)陽(yáng)極的主要功能是讓水下的也產(chǎn)生極化效應(yīng)，這樣就可以防止在漲潮時(shí)，由于海水與多孔陽(yáng)極接觸使多孔鋅陽(yáng)極產(chǎn)生的電流被此區(qū)域的鋼筋吸引。大體積的陽(yáng)極在同一個(gè)位置與連接，象鋅網(wǎng)陽(yáng)極通過(guò)1根No 6銅線的連接情況一樣。

　　對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行的第一階段評(píng)估是在BBMcCormick橋的10根上進(jìn)行的。所有的橋墩都安裝了這個(gè)系統(tǒng)，可以測(cè)量鋼筋的電壓和電流。其中的兩個(gè)橋墩每隔0305m的高度安裝了此系統(tǒng)，進(jìn)行對(duì)陽(yáng)極和鋼材電流密度的測(cè)試。在較低的高度且高密度電流的情況下，保護(hù)電流的密度在86~17.0mA/m2范圍內(nèi)變化。在橋墩處形成電勢(shì)反方向的極化電勢(shì)，較高海拔處的靜態(tài)測(cè)量值變化水平為300 ~430mV通過(guò)計(jì)算得到由鋅陽(yáng)極產(chǎn)生的電流值超過(guò)了鍍鋅范圍內(nèi)產(chǎn)生的腐蝕電流，此現(xiàn)象可以通過(guò)測(cè)量的極化電壓得以證明，因此可以提供有效的陰極防腐電流。而且利用循環(huán)使用的材料，在需要較少維護(hù)的同時(shí)造價(jià)也很低，是一種相對(duì)于外加電流系統(tǒng)更具有吸引力的替代方法。

　　38中和陰級(jí)防腐樁護(hù)套中和陰極防腐系統(tǒng)是由佛羅里達(dá)交通運(yùn)輸局開發(fā)的能對(duì)橋梁橋墩實(shí)現(xiàn)陰極防腐的系統(tǒng)。橋梁的橋墩由于腐蝕的發(fā)展需要對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。此系統(tǒng)保護(hù)了橋墩水下的部分、水侵蝕的部分和在上的部分。系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)的鋅護(hù)套構(gòu)成，能夠在內(nèi)部提供擴(kuò)展的鋅陽(yáng)極網(wǎng)，在水下06m處還可以安裝大體積與鋼筋相連的鋅陽(yáng)極。如果有必要，噴涂鋅離子可以應(yīng)用在護(hù)套的上面來(lái)控制在這個(gè)高度處的任何腐蝕。

　　護(hù)套分成兩片，其中有固定的玻璃鋼可以在護(hù)套的內(nèi)表面預(yù)先安裝擴(kuò)展鋅網(wǎng)。

　　安裝步驟包括去除橋墩表面的老化的混凝土，清理混凝土殘余物和暴露的鋼筋。然后將護(hù)套從較低的海拔高度開始安裝在橋墩的周圍，在橋墩的表面和玻璃鋼之間留有51cm的環(huán)形間隙。大體積陽(yáng)極安裝在水下的指定位置，連接線纜位于護(hù)套的上方和陽(yáng)極鋼筋連接的位置。然后在護(hù)套中注入砂漿，鋅陽(yáng)極網(wǎng)片和鋅陽(yáng)極就和鋼筋連接起來(lái)。

　　填充的材料為單位體積的水泥最小量為558kg/m3的波特蘭水泥砂漿。

　　最初的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是在Broward河大橋的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋混凝土橋墩上進(jìn)行的。橋墩上安裝了能夠測(cè)量系統(tǒng)電流和鋼筋電勢(shì)的儀器。采用了NACE的極化電壓100mV和極化損失標(biāo)準(zhǔn)對(duì)陰極防腐系統(tǒng)性能進(jìn)行評(píng)估。在加壓的時(shí)候，鋼筋的電勢(shì)從平均的靜態(tài)值一0305V變化到平均電勢(shì)值一0408V，同時(shí)包括極化電壓一400天后，電勢(shì)提高到了一0676V包括極化電壓一0533V.與此同時(shí)在其他的橋墩上進(jìn)行極化電壓損失測(cè)試，橋墩A的損失為118mV，橋墩B的損失為165mV此系統(tǒng)的耗資與標(biāo)準(zhǔn)的橋墩護(hù)套的耗資比較起來(lái)是令人滿意的。

　　4總結(jié)佛羅里達(dá)交通局利用陰極防腐技術(shù)減少混凝土中的鋼筋的腐蝕，此項(xiàng)工程進(jìn)行了20多年。同時(shí)，陰極防腐技術(shù)己經(jīng)發(fā)展成為實(shí)用并得到國(guó)際認(rèn)可的控制腐蝕的方法。

　　不同于修復(fù)技術(shù)或者護(hù)套技術(shù)，陰極防腐技術(shù)阻止了由于腐蝕的發(fā)展而引起的原有混凝土的進(jìn)一步腐蝕。

　　雖然在所有的應(yīng)用中不能采用同一種防腐技術(shù)，幾種技術(shù)的可行性保證了陰極防腐方法可以應(yīng)用在單獨(dú)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)或更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。