陰(yin)極(ji)保護(hu)在預應(ying)力混凝土輸(shu)水管鋼筋的應(ying)用
混凝土鋼筋腐蝕(shi)原因：
鋼筋在混凝土中發生腐蝕(shi)是導致鋼筋混凝土失效的一個主要原因，混凝土是由水泥、沙石和水混合在一起凝固之後形成的一種多孔材料，在混凝土的微小孔隙中含有ph值高達12以上的混凝土孔溶液，在這樣條件下混凝土中預埋的鋼筋會發生鈍化而不鏽蝕(shi)，但是隨著(zhuo)時間的推移或混凝土構件出現(xian)裂縫，外界環(huan)境中的水、氧、二氧化碳和氯離子會滲入混凝土中,引起鋼筋周圍(wei)孔溶液組成及性質(zhi)的變化，一旦破壞了鋼筋表麵的鈍化膜，將導致鋼筋鏽蝕(shi)，由於(yu)鐵鏽體積比鐵本身大2～4倍，產(chan)生的膨脹力可達30mpa，使混凝土層沿著(zhuo)鏽蝕(shi)的鋼筋形成裂縫和剝落，終造成鋼筋混凝土構築物喪失其應(ying)有的承載能力。
處於(yu)沿海混凝土建築，空氣(qi)中含有鹽分，鹽分在混凝土結構中沉澱，處在北方混凝土結構，冬天用融雪劑除雪。由於(yu)融雪劑含有氯離子，氯離子沿混凝土縫隙或者通過混凝土中的微孔滲入混凝土結構，侵蝕(shi)鋼筋的鈍化膜，並造成局部鋼筋的腐蝕(shi)電(dian)位向負向偏移。
當發現(xian)混凝土有剝離時，清除混凝土覆蓋層，用新的混凝土修複，由於(yu)修複區(ou)臨近區(ou)域的混凝土仍然含有氯離子，與(yu)新修複的區(ou)域鋼筋相比，電(dian)位仍然較負而發生腐蝕(shi)，最後將導致需要不停地修複混凝土結構。
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混凝土鋼筋陰(yin)極(ji)保護(hu)原理：
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在混凝土結構外側安裝(zhuang)陽(yang)極(ji)網(wang)並與(yu)電(dian)源正極(ji)連接，電(dian)源負極(ji)連接鋼筋，由於(yu)鋼筋電(dian)位負向偏移，鋼筋附近發生還原反應(ying)（O2+2H2O+4e-=4OH-），在鋼筋附近產(chan)生氫氧根離子，使鋼筋附近pH值增大，堿性增強，利於(yu)鋼筋的鈍化。
陰(yin)極(ji)保護(hu)電(dian)流吸引氯離子離開鋼筋，趨向陽(yang)極(ji)，減少鋼筋附近氯離子含量，腐蝕(shi)減緩。
鋼筋電(dian)位負向偏移，發生陰(yin)極(ji)極(ji)化。
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預應(ying)力混凝土鋼管的結構
預應(ying)力混凝土鋼管是在帶鋼筒的混凝土管上纏繞一層或者兩層預應(ying)力鋼筋，並用混凝土砂漿澆築製(zhi)成，廣發用於(yu)城市輸(shu)配水係(ji)統(tong)。管段采用承插口連接，具有一定的柔性以適應(ying)基礎的沉降。由於(yu)具有混凝土保護(hu)層，鋼筋的腐蝕(shi)程度大幅降低，延長了鋼筋的使用壽命。
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混凝土所處環(huan)境腐蝕(shi)性判斷
混凝土鋼筋腐蝕(shi)分析見下表
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鋼筋自然電(dian)位（CSE）/V |
腐蝕(shi)的可能性 |
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＞-0.20 |
不腐蝕(shi)可能性大於(yu)90% |
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-0.20～-0.35 |
不確定 |
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＜-0.35 |
腐蝕(shi)可能性大於(yu)90% |
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預應(ying)力混凝土管道陰(yin)極(ji)保護(hu)電(dian)流密度
對(dui)於(yu)新建的混凝土外表麵塗有瀝青漆的管道，保護(hu)電(dian)流密度取0.2mA/m2; 對(dui)於(yu)混凝土外表麵沒有瀝青漆的管道，保護(hu)電(dian)流密度取0.4mA/m2。對(dui)於(yu)老管道，以實(shi)際(ji)測(ce)量電(dian)流密度為(wei)準(zhun)或選用0.35～0.55mA/m2。
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預應(ying)力混凝土管道陰(yin)極(ji)保護(hu)準(zhun)則
鋼筋的斷電(dian)電(dian)位與(yu)自然電(dian)位之差大於(yu)100mV；
鋼筋的斷電(dian)電(dian)位不得負於(yu)-1000mV（CSE）。
為(wei)防止過保護(hu)而引起的鋼筋氫脆，多采用鋅(xin)陽(yang)極(ji)進(jin)行保護(hu)，根據(ju)土壤電(dian)阻率的不同，選用不同形狀及數量的陽(yang)極(ji)，用填包料填包後沿管道均勻布置。為(wei)了保證(zheng)管道的電(dian)連續性，在混凝土管接口處要做跨接。
為(wei)了測(ce)量鋼筋的斷電(dian)電(dian)位，常采用極(ji)化探頭(tou)進(jin)行斷電(dian)電(dian)位測(ce)量，探頭(tou)由澆築在混凝土中的鋼筋製(zhi)成，埋設(she)在混凝土管附近，與(yu)管道一樣受到陰(yin)極(ji)保護(hu)，測(ce)量時瞬時斷開。也可以選擇一些典型的獨立管段，犧(xi)牲陽(yang)極(ji)通過測(ce)試(shi)樁(zhuang)與(yu)管道連接，測(ce)量時斷開犧(xi)牲陽(yang)極(ji)與(yu)管道的連接，測(ce)量管道的斷電(dian)電(dian)位。
混凝土鋼筋陰(yin)極(ji)保護(hu)設(she)計(ji)
在混凝土鋼筋陰(yin)極(ji)保護(hu)設(she)計(ji)過程中，首先根據(ju)土壤電(dian)阻率及陽(yang)極(ji)的輸(shu)出電(dian)流能力（鋅(xin)陽(yang)極(ji)的驅動電(dian)壓為(wei)0.6V），計(ji)算陽(yang)極(ji)的需求量，再核算陽(yang)極(ji)使用壽命，計(ji)算陽(yang)極(ji)用量，並選擇1.5倍的設(she)計(ji)安全係(ji)數。將陽(yang)極(ji)沿輸(shu)水管道均勻布置。由於(yu)預應(ying)力混凝土輸(shu)水管道對(dui)保護(hu)電(dian)位比較敏感，為(wei)了防止過保護(hu)帶來的氫致鋼筋斷裂的問題，多采用犧(xi)牲陽(yang)極(ji)保護(hu)，並以鋅(xin)陽(yang)極(ji)為(wei)主。