CN1243850C - 采用浸渍腐蚀抑制剂对增强混凝土的阴极保护 - Google Patents

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Abstract

提供了抑制剂水溶液(8)的钢增强结构(1)，当应用外加阴极电流时，得到更好地保护以防退化；最好该结构(1)持续地浸在抑制剂溶液(8)中；第一外加电流一直维持到电流至少达到第一外加电流初始值一半的水平。通过测量维持某一选定电压时的电流来判断离子的浓度。抑制剂溶液(8)可以与电渗电流联合使用以驱使离子进入混凝土并向钢铁移动；这可以在应用阴极外加电流之前或者与提供第二电极(6，7)同时进行。在由电流密度测得的电流使用被认为已经不经济时，电站中的程序控制装置将电流的一种传输模式转换到另外一种模式。

Description

采用浸渍腐蚀抑制剂对增强混凝土的阴极保护
本申请要求2000年10月18日提交的临时申请60/241,225的优先权。
技术领域
本申请涉及一种系统，该系统用于将腐蚀抑制剂传送和增强混凝土元件(该元件在传统增强混凝土结构中称为“钢筋”)的阴极保护结合在一起。
背景技术
对抑制混凝土结构中钢腐蚀的断续性或连续性方法进行了描述。实现这些方法必需的装置可以在结构建造或现存结构的加固过程中组合到该结构内。该技术中通常使用阴极保护系统，众所周知，浸渍的腐蚀抑制剂对减缓由于暴露大气而产生的腐蚀是有效的，但是组合这两种技术的出乎意料的有益作用还不为人所知。
本申请涉及一种系统，该系统用于将腐蚀抑制剂传送和增强混凝土元件(该元件在传统增强混凝土结构中称为“钢筋”)的阴极保护结合在一起。这种钢筋由含有少于1％碳和少于2％合金元素的低碳钢(也称为“黑色钢”)制成。更特别地，本发明讲授几种提供采用阴极保护的理想腐蚀保护方法，这种阴极保护可以立即应用于在增强和/或预应力混凝土结构(也就是，如桥梁结构、包括电站在内的建筑、航海建筑如码头、将建筑的高速公路)中新植入的钢筋；或者，该系统可以用于由于混凝土与大气污染物反应形成盐而被污染的老化增强混凝土结构。
提供一种系统用于控制钢增强混凝土的腐蚀，该混凝土被硫氧化物、氮氧化物、氢硫化物、氯化物和碳酸盐、道路清理盐如氯化钠和氯化钾等污染，所有这些污染物透入混凝土中并侵蚀钢筋。本发明联合两种方法：采用电驱动力在混凝土结构表面浸渍抑制剂，然后使用牺牲阳极或外加电流对该结构进行阴极保护。为了得到更好的保护，对重度污染的结构采用电渗处理进行清理，去除混凝土中的有害阴离子。电渗处理大大地减少了钢周围的环境腐蚀，随后浸渍腐蚀抑制剂并当需要时使用外加阴极电流，这些方法的组合比分别使用其中任何一种方法都更经济。
使用的抑制剂可以是任一种已知的对抑制混凝土中钢腐蚀有效的化合物。这些化合物披露于Encyclopedia of Chemical Technology(Kirk-Othmer；eds.John Wiley & Sons，Inc.，NY，NY，5th ed.，1993)第5卷564～598页的“Cement”一节，ACI Manual of ConcretePractice第一部分-1995(American Concrete Institute，Detroit，MI48219)，Encyclopedia of Polymer Science and Technology第10卷597～615页(John Wiley & Soak，NY，NY 1969)以及其它文献中。通常使用的是无机亚硝酸盐比如可以含有少量压硝酸钠的亚硝酸钙；甲酸钙和亚硝酸钠，或者三乙醇胺或苯甲酸钠；无机亚硝酸盐和磷酸酯和/或硼酸酯；油在水中形成的乳状液，其中油相包含未饱和脂肪酸酯和乙氧壬基苯和带有一、二或三羟基乙醇的脂肪羧基酸酯，水相包含饱和脂肪酸、两性化合物、乙二醇和肥皂；属于具有主要胺功能的低聚聚酰胺的氨基胺(amidoamines)，它是多亚羟基多胺与短链亚烃基酸(alkanedioicacids)的反应产物或者其反应派生物。抑制剂最好是在水溶液中可电离的，但是不可电离的有机化合物也可以与“运输”抑制剂进入混凝土的电解液联合使用。
为了为比较不同条件联合方法的效果提供基准，抗腐蚀方法的效率被用作共同参数。“效率”在没有任何保护时被规定为0；效率被定义为：因保护而未损失的金属数量除以没有保护时所损失金属的数量，或者：
[(没有保护的腐蚀速率)-(有保护时的腐蚀速率)]/(没有保护的腐蚀速率)。
本说明中使用了下列术语：
“Ec”为钢筋的腐蚀电位。Ec采用与混凝土试样表面接触放置的参考电极进行测量。相对于标准氢电极，Ec被记为负。
“Ep”为阴极保护中应用有效外加电流时的电位。
“CD”：电流密度＝电流除以与混凝土接触的钢筋的表面积。
“CP”：用于阴极保护的外加电流，在不相同时进行分别标识。
“EP-1”和“EP-2”：在单独电路中用于电渗处理的直流电流；EP-1从混凝土中去除污染阴离子，EP-2传送抑制阳离子到增强元件。
“EL”为试样所浸入的电解液——对使用的特殊电解液及其次序在每个例子中进行了详细说明。EL-1为一种侵蚀性盐溶液；E1-2为一种已知腐蚀抑制剂的溶液。
发明内容
已被发现，当在靠近增强混凝土外表面布置的主阳极和增强混凝土结构中的钢之间使用第一阴极外加电流(CP-1)(电位在数字上比所测试腐蚀电位Ec高，其范围为50mV到大约350mV)时，钢增强结构得以保护以防退化；其中钢作为第一阴极；该结构被腐蚀抑制剂溶液充分渗透；最好时该结构持续浸泡在抑制剂溶液中；第一外加电流的流动维持到电流至少达到第一初始外加电流一半的水平。使用了参考电极以显示钢筋的腐蚀电位。通过测量维持一选定电压时的电流来判断离子的浓度。
使用第二阴极和第二阳极也可以对混凝土结构进行极好地保护以防退化，第二阴极和第二阳极都靠近但处于该结构的外部进行放置，允许同时使用第一电渗直流电流和外加阴极电流，第一电渗直流电流应用于第二电极之间，其电位为足以驱使抑制剂中的阳离子和阴离子进入混凝土且不对人造成伤害的选定电压；当第一电渗电流降低至少一半时，应用外加阴极直流电流。如果需要，可以关闭第一电渗电流(当它降低至少一半时)，然后应用外加阴极电流。
对于被严重污染的结构，在应用第一电渗直流电流之前，在第二电极之间应用第二电渗直流电流，第二直流电流电压为某一选定的、足以去除混凝土中的污染阴离子的且对人无害的第三电压；第二电渗电流以基本为恒电压维持，直到电流降低至少一半。
因此本发明的一般目标就是提供一种可连续地或基本同时与用于浸渍腐蚀抑制剂的浸渍系统联合使用的阴极保护系统，以获得更好的腐蚀保护，上述的系统可以在电渗处理系统之前，或者，如果经济上证明这样做是可以的，可以基本上同时使用一组第二电极。
当使用外加电流时，电流密度过高而不经济的判定，导致控制系统使第二电极间进行电连结。当传感装置判断出对应于测得电流密度下的抑制剂浓度足够低时，附加的阳极被断开。如果牺牲的阳极被用于阴极保护，将重新建立与钢筋的电流回路。如果需要，可以在混凝土浸渍抑制剂时保持钢筋和阳极(不管是牺牲的或是惰性的)形成的电流回路。
如果混凝土结构被严重污染，在浸渍抑制剂之前进行电渗处理。当盐的浓度被确定降低到一足够低的水平时断开电渗电路，此时开启外加阴极电流并保持在某一水平，有代表性地，在低于钢筋腐蚀电位的从大约150mV到小于300mV的范围内，直到电流密度上升到超过100mA/m2。然后可以关断外加电流。该系统采用与电源相联系的可编程控制装置得以实现。
附图说明
本发明前述和额外的目的及优点，将通过参照下面与本发明最佳实施方式的示意图说明一起进行的详细描述得到最好地理解，其中相同参考标号表示相同元件，而且其中：
图1(a)示意说明与阴极保护系统联合的抑制剂浸渍系统，阴极保护系统具有外加电流且惰性阳极埋在最靠近混凝土结构但在混凝土结构外部的地方。
图1(b)示意说明与牺牲阳极的阴极保护系统联合的抑制剂浸渍系统，牺牲的阳极埋在最靠近混凝土结构但在混凝土结构外部的地方。
图2以图形说明有混凝土试样被测试的设备。
具体实施方式
铝或者富铝合金棒，或者镁和富镁合金棒，锌和富锌合金被用作牺牲阳极，这些牺牲阳极靠近放置或者埋入结构中并与钢筋以电流连结；或者使用镀锌钢筋；在任一种方式中，所需阳极的质量为该时期内金属发生溶解的量，该金属量为流经电流回路的电量和金属被消耗的时间(Faraday规律)。由于需要在长时期内进行保护，而且一旦开始腐蚀，阳极的消耗速率通常非常高，因此长时期内，比如100年，需要的牺牲阳极的质量很大。而且，周期性阳极替换以提供持续保护是很不方便的，并且通常也是不切实际的。因此，这种牺牲阳极的使用被大量地放弃，而赞同使用外部电源为易腐蚀金属提供外加阴极电流。通过控制外加阴极电流，结构的使用寿命不受限于钢增强体的腐蚀。
在阴极保护中，外加电流流动经过阳极到电解液然后到结构中的钢筋。这种以钢筋作为阴极的保护，和传统使用方法一样，是非常昂贵的，与钢筋在腐蚀离子贫化的环境中获得相同腐蚀保护时相比，它需要更高的电流密度以获得足够低的腐蚀水平，但还没达到外加电流阴极保护需要的电流太高的程度，也就是说需要大于大约100mA/m2的电流密度。
参见图1(a)，示意说明了增强混凝土柱1，使用钢筋栅格2增强，在混凝土柱的周围固定了装有抑制剂溶液的容器8，使溶液渗透并充满混凝土柱。作为选择，可以和美国专利5,141,607中说明的一样将混凝土柱外面覆上套。第二阳极7置于抑制剂8中而且第二阴极6置于混凝土柱的附近，混凝土柱放置在第二电极之间以允许电渗电流流过混凝土柱1。使用传统外加电流电路，该电路中具有连结到电源5(代表性的是有整流器以供给直流电)的惰性阳极10和主阴极2(钢筋)。第二电极在使用时也由电源5供给电源。参考电极4提供钢筋上腐蚀电位的读数。结合电源的可编程控制装置监控并对使用电流的变化(以电流密度进行测量并以电流的测量为指示)做出响应。进行的测试提供如钢筋上的腐蚀电位Ec、混凝土的pH值以及混凝土柱内部不同部位盐的浓度等相关数据。
当电流流过第二电极6和7时，抑制剂中阳离子或阴离子被驱使入混凝土内。有代表性地，第二电极6与混凝土柱相接触放置并用溶液润湿，阳离子从溶液中通过混凝土柱向第二电极6迁移。当抑制剂浓度达到预定水平，断开附加阳极。抑制剂的浓度足够使相对低的电流密度具有高的效应。因此，开启外加电流，以钢筋作为阴极，维持电流直到电流密度超过预定水平，有代表性地为200mA/m2，最好100mA/m2。
在另外一个具体实施方式中，基本与外加电流同时进行腐蚀抑制剂浸渍。
第二电极具有两方面作用——它们可以通过在用于电渗极化的外部阴极和外部阳极之间应用外部电流从增强混凝土本体内去除腐蚀性物质如Cl-、CO3 -、SO4 -以及亚硫酸盐；或者它们可以将浸渍抑制剂离子浸渍进入混凝土中。也可以仅仅通过扩散将抑制剂供给到混凝土中。
参照图1(b)，阴极保护系统利用了牺牲阳极3，和前面一样，为以钢筋栅格2增强的混凝土柱1提供了增强混凝土抑制剂溶液的容器8；而且，和前面一样，第二电极6和7电连结到控制系统9，参考电极4用于Ec的测量。控制系统响应电流密度的变化。
试验过程
经编号的直径为10cm高度为15cm的增强混凝土圆柱试样，是采用每立方米混凝土300Kg Portland水泥制成。在每个圆柱的中心以长轴方向埋入直径1.0cm长15cm的未生锈的碳钢棒。在被埋入试样之前，记录每个试样中每个钢筋的重量。一次试验之后，断开每个试样，获取钢筋并清理和重新称重。在每个试样中，还靠近中心棒埋入pH电极以监测pH值随时间的变化。每次试验以后，基本上与混凝土的顶部平齐切除每个钢筋上用于作为第二电极连结点的顶头，以减小由于在检验室内没有覆盖水泥而直接暴露于腐蚀性成分的顶头部分发生腐蚀而引起的误差。
为了加速气氛损害，这种损害通常在数十年的周期内达到，所有的试样在有侵蚀性合成气氛的检验室内进行30天周期的预处理。所有的测试试样首先在检验室内进行预处理。检验室内的气氛具有以下成分：
氯化物，Cl-：15g/m2×h(圆柱表面测量获得)
二氧化硫SO2：30mg/m3
相对湿度，RH：100％
室内温度：55℃
通过测量每个试样中pH值随时间变化对检验室内老化的影响进行评定，其中发现在如下面的表1中列出的每个周期内，试样与试样之间，显示的pH值范围不同。
                           表1
  天#   1   10   20   30
  pH值   12.0-13.4   7.6-9.1   7.4-8.3   6.8-8.0
随后，将试样浸入有强侵蚀性但pH值为中性的盐溶液EL-1测试试样在指定保护条件下的腐蚀效果。EL-1由下列盐在蒸馏水中溶解制备而成；这些盐在EL-1中的浓度，以g/L给出，为NaCl，25；MgCl2，2.5；CaCl2，1.5；Na2SO4，3.4；以及CaCO3，0.1。
参照图2，说明了充满电解液EL-1的不导电的塑料容器10，训练过的增强混凝土试验12置于容器的中心且钢筋11的顶端从试样的上表面突出。钢筋11作为阴极(这里称为“第二”阴极)，并连结到电源13的负极端N上。阳极14与混凝土表面隔开悬挂并连结到电源13的正极端P上以完成与11的电流回路。尽管只显示了单个阳极，但可以使用多个阳极。阳极14’悬挂在EL-1中并连结到电源13的单独正极端P’上。另外一个阴极15(称为“第一”)与试样表面隔开悬挂在电解液中并连结到电源13的单独负极端N’上。
每对终端为电路提供用于不同目的的电流，一个用于外加电流CP的阴极保护，另一个用于电渗处理，对于这两个目的，(i)应用“第一直流电”EP-1从混凝土中去除腐蚀性的阴离子，和，(ii)应用“第二直流电”EP-2驱使抑制剂阳离子进入混凝土。
参考电极16与试样的圆周表面接触放置以测量Ec。仅仅3天之后，很难有意义地测量Ec，但是10天之后发现Ec为360mV并且无论钢筋埋在哪个试样中Ec都保持恒定。
在第一系列试验中，统计大量试样的基础上，在容器10中经过180天后对电解液EL-1的腐蚀效果进行了测量。没有对每个试样浸入的盐电解液EL-1产生的腐蚀作用进行保护；每天测量Ec值。在指定的180天周期后，取出一个试样，充分进行破碎以取出钢筋，然后清理钢筋以去除所有粘附的混凝土和锈，进行腐蚀效果测量。接下来对清洁后的钢筋进行称重并计算重量损失。知道了清洁钢筋的圆周面积并加上直径为1.5cm的底表面的圆形面积，每cm2的重量损失就被计算出来。然后，钢的密度以7.9g/cc计算，并知道腐蚀作用的周期，腐蚀速率就被计算出来并以金属损失的厚度(μm/year)给出。
结果列于下面的表2中：
          表2-没有保护时的腐蚀速率
  天，#   -Ec(mV)   腐蚀速率μm/year   效率
  180   360   190   0
可以想到，腐蚀速率似乎已经达到一个平均为大约190μm/year的恒量。
在第二系列试验中，在试样在抑制剂中浸泡180天、混凝土被抑制剂饱和之后，对三个示例性腐蚀抑制剂(每种单独使用而不使用电流)的效果进行了测量。每天测量Ec。抑制剂的输送只是通过扩散作用，没有应用电流EP-1。结果列于下面的表3中：
表3-应用抑制剂，没有EP-1电流，没有阴极保护时的腐蚀速率
  标识   浓度mg/L   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   142   22
  A1   100   85   55
  B2   15   154   19
  B2   130   66   66
  C3   15   131   26
  C3   130   57   70
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
B2为有机亚硝酸盐
C3为有机氨基亚磷酸盐
在第三系列试验中，在受传统阴极保护180天周期末，对经过预处理(被污染的)并被EL-1饱和的试样进行了腐蚀速率测量。试样未经任何抑制剂处理，并且没有受到除在不同电流密度下的第一外加电流CP-1之外的保护。结果列于下面的表4中：
表4-没有抑制剂，仅仅应用CP-1时的腐蚀速率
  天#   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  180   15   138   25
  180   120   48   75
  180   195   10   95
可以想到，更高的电流密度可提供更好的保护，但是即是在电流密度为120mA/m2效率也仅仅为75％。
在第四系列试验中，对几个浸在盐溶液EL-1中的经预处理的试样，测量了180天周期末和该周期内几个点的腐蚀速率，以确定仅仅应用36V直流电EP-1电渗处理(目的在于去除污染阴离子)所提供的腐蚀保护。结果列于下面的表5中：
表5-仅仅应用EP-1，没有抑制剂，没有阴极保护时的腐蚀速率
  天#   EP-1μA   腐蚀速率μm/year   效率％
  1   700-800   165   25
  5   300-400   105   52
  10   100-200   70   68
  180   50-100   45   79
显然，随着污染阴离子脱离混凝土以及混凝土电阻率增加，腐蚀速率降低、效率增加，同时EP-1电流降低。注意，在EP-1处理10天之后腐蚀速率为70μm/yr而且效率为68％。
在第五系列试验中，测量了试样在190天周期末的腐蚀速率，试样在浸入EL-1之前首先经过了以EP-1的电渗处理以去除阴离子；EL-1被具有前述浓度的抑制剂溶液EL-2取代。然后抑制剂阳离子被36V的EP-2电流驱动进入混凝土中。以mA/Mcm3(毫安/1000cm3混凝土)为单位测量EP。
                      实例1
在本发明的第一具体实施方式中，在从试验容器中取出的经预处理的试样中，评定了联合仅仅通过自然扩散浸渍抑制剂与外加电流CP-2但没有电渗电流EP-2时的作用效果，试样进行了如下处理：
1.将试样浸入具有前述浓度的抑制剂EL-2中。
2.每天测量Ec，而且测量Ec时开启直流电CP-2。
3.CP-2以因数8减少后保持其为相对恒定。
4.当发现CP-2为两倍时用额外的抑制剂溶液EL-2充满容器。EL-2补充的频率依赖于CP-2变为两倍所需的时间。
5.每天测量CP-2的电位和电流。180天后给出所有试样的测量值。结果列于下面的表6：
表6-应用抑制剂和CP-2，没有EP-2时的腐蚀速率
  标识   Conc.μA   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   45   36   81
  A1   10   60   7   96
  A1   20   31   40   79
  A1   20   38   8   96
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
对比上述结果与CP-2未断开的试样所得结果(见表6)，显然在近似的电流密度下得到近似的效率。
                      实例2
在本发明的第二具体实施方式中，评定了使用电流驱使抑制剂阳离子进入混凝土并联合外加电流CP-2时的效应，经预处理的试样从试验容器中取出并结经过如下处理：
1.将试样浸入具有前述浓度的离子抑制剂溶液EL-2中。
2.每天测量Ec，而且测量Ec时开启直流电EP-2。
3.EP-2以因数5减少后保持其为相对恒定；然后开启CP-2，并一直保持到测量到其10折减少；此时Ec保持相对恒定。当发现CP-2为两倍时用额外的抑制剂溶液EL-2充满容器。EL-2补充的频率依赖于CP-2变为两倍所需的时间。关断EP-2。每天测量CP-2的电位和电流。180天后给出所有试样的测量值。结果列于下面的表7：
表7-应用抑制剂、EP-2和CP-2时的腐蚀速率
  标识   Conc.μA   EP-2μA   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   50-100   40   37   79
  A   10   50-100   52   8   96
  A   20   50-100   25   43   77
  A   20   50-100   36   9   95
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
                      实例3
在本发明的第三具体实施方式中，确定下述过程联合在一起的效应：使用外加电流CP-2通过供给的抑制剂EL-2保护混凝土，然后将试样经受盐溶液EL-1的污染，并使用外加电流CP-3，试样经过如下处理：
1.将试样浸入具有前述浓度的离子抑制剂溶液EL-2中。
2.每天测量Ec，而且测量Ec时开启外加电流CP-2(在EL-2中的外加电流)。
3.CP-2以因数8减少后保持其为相对恒定；然后将其关断。
4.然后用盐溶液EL-1(每个试样浸入其中)替换腐蚀抑制剂EL-2。
5.随后立即开启“第三外加电流”CP-3(由于其在EL-1中传输而单独区别)
6.交换电解液和应用CP-3的频率依赖于CP-2变为两倍所需的时间。
5.每天测量CP-2的电位和电流。180天后给出所有试样的测量值。结果列于下面的表8：
表8-应用抑制剂和CP-2，然后EL-1和CP-3时的腐蚀速率
  标识   Conc.μA   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   45   34   82
  A   10   55   8   96
  A   20   35   38   80
  A   20   40   7   96
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
对比上述结果与CP-2未断开的试样所得结果(见表9)，显然获得了近似的效率，但表9中的电流密度稍稍小于上面表8中所需的电流密度。
                        实例4
在本发明的第四具体实施方式中，经预处理的试样从试验容器中取出并结经过如下处理：
1.将试样浸入具有前述浓度的离子抑制剂溶液EL-2中。
2.每天测量Ec，而且测量Ec时开启直流电EP-2。
3.EP-2以因数5减少后保持其为相对恒定；然后开启CP-2，并一直保持到测量到其10折减少；此时Ec保持相对恒定。当发现CP-2为两倍时用额外的抑制剂溶液EL-2充满容器。EL-2补充的频率依赖于CP-2变为两倍所需的时间。每天测量CP-2的电位和电流。在该过程中不关断EP-2。180天后给出所有试样的测量值。结果列于下面的表9：
表9-应用抑制剂、EP-2和CP-2时的腐蚀速率
  标识   Conc.μA   EP-2μA   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   50-100   35   39   79
  A1   10   50-100   50   8   96
  A1   20   50-100   20   43   77
  A1   20   50-100   35   9   95
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
对比上述结果与首先经过电渗处理去除污染阴离子的试样所得结果(见表10)，显然，使用如上述抑制剂处理后获得的效率，与那些经过电渗预处理去除污染阴离子的试样获得的效率近似。
                      实例5
在本发明的第五具体实施方式中，电渗处理的两个电路中电流EP-1和EP-2相继得以应用，随后应用外加电力CP进行阴极保护。
在开始，和处理过程中，采用参考电极对钢筋的腐蚀电位进行连续监测。每次处理步骤如下：
1.试样浸入盐溶液EL-1中，测量Ec。
2.能测量Ec时，开启“第一”电流EP-1以降低混凝土中腐蚀性阴离子的浓度。
3.发现电流降低至少2折，最好是3到5折之后，关断EP-1。
4.迅速，最好是随后立即用可电离抑制剂的溶液EL-2替换盐溶液EL-1。
5.开启“第二”电流“EP-2”以驱使抑制剂进入混凝土。
6.发现电流降低至少2折，最好是3到10折之后，关断EP-2。
7.当试样浸入EL-2，开启CP；CP一直维持到其电流密度降低至少50％，以因数2降低更好，最好以更大数量(也就是说10折)降低；当CD降低水平保持在恒定时，补充额外的抑制剂溶液EL-2，最好足够使EP-2电流为2倍。
8.EL-2的重复添加依赖于CP的电流密度CD变为2倍所需的时间。
计算腐蚀速率和电流密度。
仅仅3天之后，很难有意义地测量Ec，但是10天之后发现Ec为360mV并且无论钢筋埋在哪个试样Ec中都保持恒定。相对于标准氢电极记录Ec。
最后，为了对比，在本发明的第六具体实施方式中，经使用EP-1进行电渗清理并浸入EL-1中的试样，同时经受36V的直流EP-2电流和第二外加电流CP-2(因为与EP-2联合供给而被单独区别)。以比在Ec下(有代表性地为大约-360mV)测得的腐蚀电位(大约50V)更高的电位供给CP-2。注意“第二CP-2”与“第一CP-1”不同。180天后给出所有试样的测量值。结果列于下面的表10：
表10-应用抑制剂、EP-2和CP-2时的腐蚀速率
  标识   Conc.μA   EP-2μA   CDmA/m2   腐蚀速率μm/year   效率％
  A1   10   50-100   16   31   83
  A   10   50-100   25   8   98
  A   20   50-100   8   26   86
  A   20   50-100   11   9   95
  B2   10   40-70   20   6   82
  B   10   40-70   30   6   97
  B   20   40-70   10   38   75
  B   20   40-70   20   8   96
  C3   10   30-80   25   30   80
  C   10   30-80   35   6   97
  C   20   30-80   20   32   83
  C   20   30-80   25   6   97
A1为等摩尔的ZnSO4和NaH2PO4的混合物
B2为有机亚硝酸盐
C3为有机氨基亚磷酸盐
上述说明中很显然，联合应用EP-2和CP-2，抑制剂的效力比通过先使用直流电EP-1去除腐蚀性阴离子然后采用外加电流CP-1进行阴极保护的效力更强；而且比双筒电渗处理(首先应用EP-1去除有害的阴离子，然后应用Ep-2驱使抑制剂离子进入混凝土)更有效。

Claims (6)

1.一种用于保护钢增强混凝土结构的阴极保护方法，包括：
测量钢的腐蚀电位，
靠近增强混凝土结构的外表面放置主阳极，
对主阳极提供用于增强混凝土的抑制剂的水溶液，并用抑制剂溶液浸透混凝土结构，
在主阳极和该结构中的钢之间，以第一电压应用直流外加阴极电流，电位的范围为50mV到350mV，在数字上大于所测得的腐蚀电位，
维持外加电流，直到电流相对恒定于外加电流初始值至少一半的水平。
2.根据权利要求1的方法，其中对混凝土结构连续提供抑制剂溶液。
3.根据权利要求1的方法，包括：
靠近混凝土结构提供第二阴极和第二阳极，在第二阳极和第二阴极之间，以不对人造成伤害的第二电压应用直流第一电渗电流，从而驱使抑制剂阳离子进入混凝土，并维持第一电渗电流的第二电压直到电流减小至少一半；和
随后在主阳极和该结构中的钢之间，以第一电压应用直流外加阴极电流，电位的范围为50mV到350mV，在数字上大于所测得的腐蚀电位。
4.根据权利要求3的方法，包括：
当电流减小至少一半时关断第一电渗电流，
随后应用直流外加阴极电流，并在第一电压下维持该电流直到该电流减小至少一半。
5.根据权利要求3的方法，包括：
在应用直流第一电渗电流之前，
在第二阳极和第二阴极之间，以不对人造成伤害的第三电压应用直流第二电渗电流，从而去除混凝土中的污染阴离子，同时对混凝土持续提供电解液，和，
维持第二电渗电流的第三电压，直到电流减小至少一半。
6.根据权利要求1的方法，包括：随后，
关断所述外加电流，
停止抑制剂溶液和混凝土的接触，
在主阳极和该结构中的钢之间，以第一电压应用直流第二外加阴极电流，电位的范围为50mV到350mV，数字上大于所测得的腐蚀电位，同时对混凝土持续提供电解液。
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