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電化學(xué)防腐 
電化學(xué)防腐（又稱電化學(xué)修正）是依據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采納辦法，使之成為腐蝕電池中的陰極，然后防止或減輕金屬腐蝕的辦法。
中文名 電化學(xué)防腐 又    稱 電化學(xué)修正 根    據(jù) 電化學(xué)原理 目    的 防止或減輕金屬腐蝕
目錄
1 原理
2 辦法分類
3 運用
4 開展前史
5 資料挑選
6 技能判定
原理修改
要進(jìn)行防腐作業(yè)，就有必要來仔細(xì)剖析各種電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，了解發(fā)作的機理，然后擬定適宜的防腐辦法。電化學(xué)腐蝕的特色是有電流發(fā)作。電化學(xué)腐蝕中的電流也正是因為金屬在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成了結(jié)構(gòu)與原電池類似的“腐蝕電池”而發(fā)作的。一般在電化學(xué)腐蝕的金屬中，腐蝕電池極小，但數(shù)量極多。金屬接觸到電解質(zhì)溶液，發(fā)作原電池效應(yīng)，比較活潑的金屬原子失掉電子而被氧化，腐蝕進(jìn)程中有電流發(fā)作，叫電化學(xué)腐蝕或電化腐蝕。例如：鋼鐵在潮濕空氣中，外表吸附一層薄薄的水膜，純水是弱電解質(zhì)，它能電離出少數(shù)的H+和OH-，一同因為空氣里的CO2的溶解，使水里的H+增多。結(jié)果在鋼鐵外表構(gòu)成了一層電解質(zhì)溶液薄膜，它跟鋼鐵的鐵和少數(shù)的碳(或其它雜質(zhì))剛好構(gòu)成了原電池。因而，鋼鐵制品的外表就構(gòu)成了無數(shù)細(xì)小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極，這時作為負(fù)極的鐵就失掉電子而被氧化： Fe-2e=Fe2+；在正極，溶液里的H+得到電子而被復(fù)原，最終發(fā)作氫氣在碳的外表放出：2H++2e=H2↑，這種腐蝕一般叫析氫腐蝕。假如鋼鐵外表的水膜酸性很弱或呈中性，在負(fù)極上也是鐵失掉電子而被氧化成Fe2+，而在正極上首要是溶解于水膜里的氧氣得到電子而被復(fù)原：Fe-2e=Fe2+，2H2O+O2+4e=4OH-，這種腐蝕叫吸氧腐蝕。電化學(xué)腐蝕的原理與原電池`作業(yè)的原理是類似的，總歸，整個電化學(xué)腐蝕進(jìn)程是由腐蝕電池的陽極反響，電子和離子的移動這三個環(huán)節(jié)組成，缺一不可。
電化學(xué)防腐技能三種辦法的原理是很類似的：在置于混凝土構(gòu)件外表上的外部輔佐電極和鋼
筋之間通以直流電，鋼筋作為陰極，外部電極作為陽極與其間的堿性電解質(zhì)一同構(gòu)成回路，對鋼筋進(jìn)行陰極極化，并發(fā)作電化學(xué)反響。在電場的效果下，混凝土內(nèi)部的陰極反響產(chǎn)品OH-及混凝土華夏有的Cl-由鋼筋穿過維護(hù)層向混凝土外表搬遷，外部的陽離子Na+、K+、以及 Ca2+等向陰極搬遷。一同，因為電滲效果，堿性電解質(zhì)會快速滲透到混凝土內(nèi)部，加上OH-的發(fā)作和搬遷，使混凝土的pH值升高，氯離子含量下降，經(jīng)過改善鋼筋的特定環(huán)境完結(jié)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修正。 [1] 
辦法分類修改
電化學(xué)防腐技能分為陰極維護(hù)、電化學(xué)再堿化（ERA）、電化學(xué)除氯（ECR）。
一、陰極維護(hù)
經(jīng)過下降金屬電位而達(dá)到維護(hù)意圖的，稱為陰極維護(hù)，依據(jù)維護(hù)電流的來歷，陰極維護(hù)分為獻(xiàn)身陽極和外加電流維護(hù)。
①獻(xiàn)身陽極
獻(xiàn)身陽極法是依靠電位負(fù)于維護(hù)目標(biāo)的金屬（獻(xiàn)身陽極）自身耗費來供給維護(hù)電流，維護(hù)目標(biāo)直接與獻(xiàn)身陽極銜接，在電解質(zhì)環(huán)境中構(gòu)成維護(hù)電流回路。陰極維護(hù)首要用于防止土壤、海水等中性介質(zhì)中的金屬腐蝕。
②外加電流維護(hù)
外加電流維護(hù)是由外部直流電源供給維護(hù)電流，電源的負(fù)極銜接維護(hù)目標(biāo)，正極銜接輔佐陽極，經(jīng)過電解質(zhì)環(huán)境構(gòu)成電流回路。
二、電化學(xué)再堿化（ERA）
堿性化是一種康復(fù)受碳化混凝土堿度的電化學(xué)處理辦法，堿性化是經(jīng)過暫時在鋼筋混凝土之間施加電場和在外部裝置的一個陽極網(wǎng)來完結(jié)。在此進(jìn)程中堿性電解液,如碳酸鈉或碳酸鉀溶液,被滲透到混凝土,增加其掩蓋區(qū)的堿度。一同,電解液在鋼筋周圍發(fā)作一個高pH值環(huán)境，使鋼筋外表鈍化。
三、電化學(xué)除氯（ECR）
經(jīng)過在混凝土外部施加電場及裝置一個外部的陽極網(wǎng)格，對提取混凝土中的氯離子，稱為長時間與短期電蝕鈍化處理，明顯下降氯化物含量、增加鋼筋周圍PH值、使加強鋼筋康復(fù)到鈍化的、非腐蝕狀態(tài)。
運用修改
電化學(xué)防腐技能可適用于各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物，包含住所、辦公樓、醫(yī)院和校園修建，橋梁，地道，碼頭和防波堤，水塔，工業(yè)廠房，停車場等。
電化學(xué)防腐技能首要用于由氯離子腐蝕導(dǎo)致鋼筋銹蝕的結(jié)構(gòu)中，氯離子來自于混凝土自身、海水或除冰鹽。這種技能也在鋼筋結(jié)構(gòu)砌體結(jié)構(gòu)中得到運用，以防鋼筋結(jié)構(gòu)的銹蝕脹大使砌體結(jié)構(gòu)開裂。
在國外一些可能遭受氯離子腐蝕的新建重要修建中，也選用的是陰極維護(hù)作為鋼筋銹蝕的預(yù)防辦法。處在地下水、涌浪區(qū)和浪濺區(qū)之間的界面區(qū)對陽極的選用、裝置和操控帶來了許多問題，這是陰極維護(hù)運用范疇的一個研討熱門。
開展前史修改
一、埋入地下的混凝土維護(hù)
自1824年以來一直對海水中的鋼實施陰極維護(hù)，在曩昔的50多年來，它被廣泛地且十分成功地用于維護(hù)水和土壤中的鋼。最早運用陰極維護(hù)技能到鋼筋混凝土中是在1955年前，從已匯報的用于被埋鋼筋水箱、核反響堆容器的鋼筋和面料以及混凝土打樁的運用技能到加預(yù)應(yīng)力的混凝土輸水管道中。前期運用中的大多數(shù)都嚴(yán)格在陳述規(guī)模之外，因為它們與被埋在土壤中的鋼筋混凝土有關(guān)。這樣的運用程序答應(yīng)運用慣例的被埋在管道陰極維護(hù)設(shè)計準(zhǔn)則和陽極體系。
二、地上維護(hù)——導(dǎo)電性掩蓋物
在地面上，鋼筋混凝土的陰極維護(hù)最早發(fā)作在20世紀(jì)50年代后期的橋面維護(hù)上。這些體系運用簡略的高硅鑄鐵陽極到瀝青掩蓋層，使其經(jīng)過參加焦炭而具有導(dǎo)電性。在1973-1980年期間，這些體系約有35個被裝置，許多現(xiàn)已被陳述，它們在1983-1985年期間仍然在杰出地運作。這些導(dǎo)電掩蓋體系的一個改變與被增加的沙子和石頭一同集合來進(jìn)步機械功能。該改變已成為加拿大安大略省的一個規(guī)范的修正選項，該選項現(xiàn)已裝置了大約40個體系。
導(dǎo)電性掩蓋體系被廣泛用于無防水膜狀物的橋面。該體系增加了80毫米的板厚度，并規(guī)定了實質(zhì)性的自重加載處分。特別重要的是，假如體系被用于停車庫板上，該導(dǎo)電掩蓋體系是不適用于筆直或拱腹的外表。
經(jīng)過運用被裝置在混凝土切槽中的陽極體系，盡量嘗試防止導(dǎo)電掩蓋層的厚度和重量的損害。裝載導(dǎo)電聚合物灌漿中的包鉑鈮絲和石墨纖維的陽極被運用到30個橋面中。因為附近陽極的混凝土的酸沖擊，前期的體系失利了。這已引起各方重視現(xiàn)有體系的預(yù)期壽命。因為酸生成和高陽極/混凝土電流的密度，這些體系沒有用混凝土掩蓋。
三、導(dǎo)電性涂層陽極體系
大約在1980年左右，導(dǎo)電涂層陽極體系的呈現(xiàn)第一次向鋼筋混凝土的筆直和拱腹的外表供給了一個有用的陽極體系，除了橋面運用之外，其答應(yīng)結(jié)構(gòu)和修建物的陰極維護(hù)。導(dǎo)電涂層陽極體系，運用包鉑的鈮或鈦作為首要的陽極，見證其運用到停車庫板拱腹、公路橋梁和支撐結(jié)構(gòu)中，并已用于維護(hù)約30000平方米的地上鋼筋混凝土。他們的成功運用要求高規(guī)范的外表處理和查看。這些導(dǎo)電性涂層的陽極體系對水分十分靈敏，特別對嵌入鋼外表附近和任何類型外表上的磨損區(qū)域。某些體系中，因為這些要素，在該范疇會過早發(fā)作毛病，
四、電線和網(wǎng)狀陽極
在1983年，導(dǎo)電聚合物絲，有時預(yù)先組裝成網(wǎng)狀陣列，被作為陽極引進(jìn)到鋼筋混凝土中，以此成為其作為土壤和水中的陽極在從前運用中的一個開展。該陽極被廣泛運用于公路橋梁和停車場車庫甲板的陰極維護(hù)中，其中約10萬平方米的運用面積已被陳述。在板運用中，它用傳統(tǒng)的混凝土路面掩蓋，該路面有與前期的體系所需要的導(dǎo)電瀝青罩面有關(guān)的力度和運用壽命優(yōu)勢。該體系經(jīng)歷在該范疇的技能/功能問題，并且不再用于這個運用程序中。
聚合物線體系也與橋梁支座和其他結(jié)構(gòu)的筆直和拱面用噴發(fā)混凝土掩蓋物一同運用。成功的運用要求按最高規(guī)范預(yù)備混凝土外表和噴漿操作。
1985年，由不同制造商們涂有各種金屬氧化物鈦擴(kuò)展網(wǎng)陽極，被一同引進(jìn)到英國和美國來用在鋼筋中。它們被用于維護(hù)橋梁和停車場甲板，被混凝土鋪路掩蓋，并且在筆直或拱運用頂用噴漿、或噴灑、或涂改型水泥砂漿掩蓋。至于導(dǎo)電性高分子的電線陽極體系，成功的運用要求按最高規(guī)范預(yù)備和操作。
五、獻(xiàn)身陽極
另一個體系是運用獻(xiàn)身陽極到地上鋼筋混凝土的陰極維護(hù)中。因為相對較低的驅(qū)動電壓，獻(xiàn)身陽極，當(dāng)其嵌入有相對電阻的混凝土中，可能無法供給滿足的電流以完結(jié)陰極維護(hù)。可是，他們現(xiàn)已被廣泛用于被吞沒或被埋入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的陰極維護(hù)中。獻(xiàn)身陽極技能在電化學(xué)防腐技能的開展中已發(fā)明一頗個具有吸引力的計劃來維護(hù)被修正混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，這也是研討嵌入式獻(xiàn)身陽極來修正混凝土結(jié)構(gòu)的重要主題。
資料挑選修改
獻(xiàn)身陽極資料的選取的途徑取決于鋼鐵行業(yè)獻(xiàn)身陽極，并被廣泛用于鋼鐵設(shè)備陰極維護(hù)的獻(xiàn)身陽極資料有3大類:鎂陽極、鋅陽極和鋁陽極。
1.鎂陽極
鎂具有較高的化學(xué)活性、電位負(fù)，其規(guī)范電極電位為-2.37V(相對于規(guī)范氫電極,下同)。一同，鎂外表難以構(gòu)成有用的維護(hù)膜。因而，在水介質(zhì)中，鎂外表的微觀腐蝕電池驅(qū)動力大，維護(hù)膜易于溶解，鎂的自腐蝕很強烈，在陰極上發(fā)作析氫反響2H+2e→H2↑。因而,不管是純鎂陽極，仍是Mg-Mn，Mg-Al-Zn-Mn合金陽極，它們的電流效率都不高。
2.鋅陽極
鋅是運用最早的獻(xiàn)身陽極資料，已有100多年的前史。鋅的規(guī)范電極電位為-0.762V。在腐蝕性介質(zhì)中，鋅陽極與鐵的有用電位差不大,如在海水介質(zhì)中,約為0.2V，可是鋅陽極具有高的電流效率。
3.鋁陽極
與鎂陽極、鋅陽極相比，鋁陽極具有更大的電化學(xué)當(dāng)量，單位質(zhì)量的鋁陽極可發(fā)作更多的電流。鋁陽極在20世紀(jì)60年代今后得到了迅速開展。鋁的規(guī)范電極電位為-1.66V，比鋅的負(fù)許多。從理論上講，鋁是一種很好的獻(xiàn)身陽極資料。可是，純鋁極易鈍化，在外表上構(gòu)成一層維護(hù)功能很好的氧化膜,膜的電位很正，因而，純鋁是不能用做獻(xiàn)身陽極資料的，有必要合金化。一般需在鋁陽極中增加合金元素鋅、銦、汞、鎘、錫、硅、鎂等，這些元素的原子部分取代鋁晶體晶格上的鋁原子，使這些當(dāng)?shù)爻蔀殇X氧化膜的缺點部分，促進(jìn)鋁合金基體的正常溶解。
4.鋼筋混凝土運用的獻(xiàn)身陽極
經(jīng)過以上3個陽極的特色及好壞，鋼筋混凝土獻(xiàn)身陽極挑選了鋅陽極，不只考慮到鋅陽極的技能老練，最重要的一點是，鋅不管在強酸或許強堿的情況下都能不斷的氧化，并且氧化鋅不會脹大，不會有體積的改變，這才是挑選鋅陽極用在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的原因。在鋅陽極外層包裹一層強堿性的混凝土，就可以讓他從出產(chǎn)開端到徹底維護(hù)都能連綿不斷的代替鋼筋腐蝕。
技能判定修改
我國水運建造行業(yè)協(xié)會于2010年12月24日在廣州掌管召開了由中交四航工程研討院有限公司完結(jié)的《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物修正電化學(xué)要害技能研討》科技成果判定會。
該項目體系研討了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修正的外加電流陰極維護(hù)和電化學(xué)脫鹽技能，開發(fā)了陰極維護(hù)實時監(jiān)測體系，優(yōu)化了外加電流陰極維護(hù)和電化學(xué)脫鹽的設(shè)計參數(shù)及施工技能參數(shù)。初次開發(fā)了電化學(xué)沉積的MnO2參比電極，并建立了混凝土外加電流陰極維護(hù)實時監(jiān)測與調(diào)控體系，為陰極維護(hù)的有用運轉(zhuǎn)供給進(jìn)一步確保；初次提出混凝土陰極維護(hù)MMO陽極的電化學(xué)功能指標(biāo)及試驗辦法；初次在國內(nèi)選用噴涂纖維保水資料為主的電化學(xué)脫鹽陽極體系，斷定了安全的電化學(xué)脫鹽技能操控參數(shù)；提醒了外加陰極維護(hù)電流在多層鋼筋之間的電流分配的規(guī)則，研討了鋼筋腐蝕和混凝土環(huán)境狀態(tài)對外加電流陰極維護(hù)電流密度的影響，為陰極維護(hù)實踐工程設(shè)計供給理論指導(dǎo)和技能支撐。
該項研討成果已在國內(nèi)外工程中得到運用，對進(jìn)步我國海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修正及防護(hù)技能水平、進(jìn)步鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性具有重要的含義。社會效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯，成果的推廣運用遠(yuǎn)景廣闊。
經(jīng)專家判定，該研討成果整體上達(dá)到了國際先進(jìn)水平。 [2]