[发明专利]用于钢筋混凝土阴极保护系统的阳极导电填充物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钢筋混凝土阴极保护系统的阳极导电填充物，属于钢筋混凝土构筑物阴极保护系统领域特别是海洋大气环境中的钢筋混凝土构筑物的阴极保护系统领域。 

背景技术

 20世纪 50 年代起，阴极保护技术被用于地面上和海上钢筋混凝土构筑物防腐蚀研究上，用于防止海中或地面上混凝土结构中钢筋的腐蚀。混凝土中的侵蚀性离子特别是氯离子是钢筋腐蚀的重要因素。氯化物引起腐蚀的钢筋混凝土结构物的修复变成为更复杂的电化学问题，必须通过阴极保护控制钢筋的电位解决这个问题。1973年，美国加里佛尼亚交通运输部首次将阴极保护技术成功应用在美国圣克拉蒙市以东的内华达山区 50 号公路 Sly桥的桥面板上，这是在暴露于大气中的氯化物引起严重破坏的钢筋混凝土典型结构上实施阴极保护的第一个成功范例，运行20 年后，仍然良好。此后国外尤其是欧美一些发达国家，对阴极保护技术在钢筋混凝土结构上的研究开发和应用日益重视。近10 年来，国外已经愈来愈多地将阴极保护作为一项能够为钢筋混凝土结构提供长期保护的经济有效的防腐蚀措施，保护效果已得到公认。 

地面上钢筋混凝土构筑物的保护原理与通常的阴极保护原理是一样的，也是通过阴极极化的方法使被保护结构物的电位向负方向移动到一定范围。对于地面上的钢筋混凝土构筑物而言，为使被保护结构物达到完全保护，必须使整个结构物的点位极化到保护电位之内。处于海洋大气中污染的钢筋混凝土构筑物，它的电阻率通常为600-4500Ω.cm。如果不采取适当的措施，直接对暴露在空气中的混凝土构筑物部分进行阴极保护是非常困难的。 

国内外研究表明：由于混凝土与其它导电介质（海水、土壤等）有所不同，混凝土的电阻率一般比较高，混凝土水分含量为13-15%时， 混凝土的电阻率一般为10³-10⁴Ω.cm，干燥的混凝土的电阻率高达10⁵-10⁶Ω.cm。混凝土的导电性与其含水量、含盐量以及气候、季节、温度等有很大关系。另外，由于混凝土本身的多孔性，孔隙内含水量与盐分含量的不同造成混凝土局部导电性的不同。因此实施阴极保护时，保护电流的分布不均，直接影响阴极保护系统正常有效地使用。改善钢筋混凝土结构阴极保护电流的均匀分布，在技术上必须在采用阴极保护的混凝土结构表面上覆盖一层导电填充物，使阴极保护电流从阳极流出，经过导电填充物均匀分布到被保护结构物各处。导电填充物的性能优劣直接影响阴极保护系统的保护效果。 

目前采用的主要导电填充物材料有沥青导电混凝土、聚合物导电混凝土、导电水泥砂浆等。美国R.F.Stratfull研制的沥青导电混凝土主要铺设在公路桥面上，主要缺点是施工性能较差，不适用于结构物的垂直面与拱形面。美国联邦公路管理局（FHWA）研制的聚合物导电混凝土主要由乙烯基树脂和石油焦屑等混合组成。这种聚合物导电混凝土主要用于非覆盖式沟槽阳极系统，利用框架在水平面或垂直面上做成平面或堆堤式导电复层。缺点是施工难度较大。南京水科院洪定海等人研制了一种加入高强度无熟料的胶凝材料和焦炭屑的导电水泥砂浆（简称AS导电砂浆），但耐酸性较差，容易由于阳极反应导致的酸性侵蚀而失效。 

发明内容

本发明提供的导电填充物作为一种性能可靠的导电复层，实际上是作为主阳极的延续，它能将阳极流出的电流传导到混凝土结构物的各处，以便使各处的电位均达到保护电位。通过在被保护结构物表面上覆盖导电填充物，使保护电流能够均匀分布到结构物表面上。在实际使用时往往将阳极组件埋置在导电填充物中，通常将埋置的阳极组件称之为主阳极，而将四周的导电填充物称之为副阳极。解决现有技术存在的施工性能较差、施工难度较大和耐酸性较差的问题。 

本发明的技术方案是：一种用于钢筋混凝土阴极保护系统的阳极导电填充物，其特征在于，包括粘结剂、固化剂、促进剂、焦屑、碳纤维、鳞片石墨、水泥和石英砂。 

所述的各成分的重量份数为：粘结剂30-70，固化剂1.5-2.5，促进剂0.5-1.5，焦屑80-140，碳纤维10-20，鳞片石墨20-30，水泥20-70，石英砂0-20。 

所述的胶粘剂采用具有高粘度（＞10000mPa.s）高触变性能的丙苯乳胶。