FI94431C - Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi sekä menetelmä suojausjärjestelmän valmistamiseksi - Google Patents
Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi sekä menetelmä suojausjärjestelmän valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI94431C FI94431C FI913878A FI913878A FI94431C FI 94431 C FI94431 C FI 94431C FI 913878 A FI913878 A FI 913878A FI 913878 A FI913878 A FI 913878A FI 94431 C FI94431 C FI 94431C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- strips
- valve metal
- electrode
- coating
- density
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/16—Electrodes characterised by the combination of the structure and the material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F2201/00—Type of materials to be protected by cathodic protection
- C23F2201/02—Concrete, e.g. reinforced
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
Description
. 94431
Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi sekä menetelmä suojausjärjestelmän valmistamiseksi. - Gallerelektrod för att katodiskt skydda 5 stälarmerade betongkonstruktioner samt förfarande för fram-ställning av ett skyddssystem.
Keksinnön kohteena on ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi, johon elektro-10 diin kuuluu useita aukoilla varustettuja venttiilimetalli-kaistaleita, joissa on sähkökatalyyttinen pinnoite. Lisäksi keksinnön kohteena on menetelmä ristikkoelektrodin käsittävän lujitetun betonirakenteen katodisen suojausjärjestelmän valmistamiseksi.
15
Metallisubstraattien katodinen suojaus on hyvin tunnettua. Substraatin muodostaa katodi, joka on piirissä, johon kuuluu tasavirtalähde, anodi ja anodin ja katodin välissä oleva elektrolyytti. Anodin esillä oleva pinta on valmistettu 20 korroosiota kestävästä materiaalista, esimerkiksi platinasta, joka on sijoitettu titaanin tapaiselle venttiilimetalli-substraatille tai sitten kyseessä on dispersio hiilimustan tai grafiitin orgaanisessa polymeerissä. Anodi voi olla erillinen anodi tai se voi olla jakautunut anodi, joka on 25 pitkänomaisen nauhan tai johtavan maalin muodossa. On olemassa .monenlaisia substraatteja, jotka on syytä suojata korroosiolta ja tällaisia ovat esimerkiksi betonin lujite-osat, joista käytetään usein termiä "raudoitteet". Portland betoni on useimmiten riittävän huokoista ja sallii hapen ja 30 vesipitoisen elektrolyytin läpikulun. Tästä syystä betoniin jääneet tai betoniin ulkopuolelta tunkeutuneet suolaliuokset aiheuttavat betonissa olevien raudoitteiden korroosiota.
Näin tapahtuu erityisesti silloin kun elektrolyytti sisältää kloridi-ioneja, kuten on asianlaita esimerkiksi rakenteissa, 35 jotka ovat kosketuksessa mereen ja samoin myös silloissa, pysäköintitaloissa jne., jotka ovat alttiina jäänestotarkoi-tuksiin käytetylle suolapitoiselle vedelle tai lopuksi « 5 2 94431 silloin kun kalsiumkloridia on lisätty laastiin hydrataation kiihdyttäväksi.
Raudoitteen korroosiotuotteet vievät paljon enemmän tilaa kuin korroosion syömä metalli. Tästä on seurauksena se, että raudoitteen heikentämisen lisäksi korroosioprosessi aiheuttaa myös halkeamia ja lohkeamia betoniin ja tämä onkin näis-10 tä kahdesta tärkeämpi seikka. Vasta viimeksikuluneiden kymmenen tai viidentoista vuoden aikana on alettu ymmärtää, että betoniraudoitteiden korroosio aiheuttaa erittäin vakavia ongelmia kustannusten lisäksi myös ihmisten turvallisuuden kannalta. Jo nykyisin on olemassa monia lujitettuja 15 betonirakenteita, jotka eivät ole turvallisia tai joita ei käytetä raudoitteen korroosion aiheuttaman betonin heikentymisen vuoksi ja ellei tähän ongelmaan löydetä käytännöllistä ratkaisua, tällaisten rakenteiden määrä lisääntyy rajusti ensi vuosikymmenellä. Tästä syystä on paljon voimavaroja ja 20 kustannuksia uhrattu menetelmien kehittämiseksi raudoittei-den katodiseksi suojaamiseksi ja/tai kalliiden ja hankalien asennusmenetelmien kehittämiseksi.
Tunnettujen katodisuojausmenetelmien yksityiskohtien suhteen 25 voidaan viitata esimerkiksi julkaisuihin US-patentit nrot 4.319.854 (Marzocchi), 4.255.241 (Kroon), 4.267.029 (Massarsky), 3.868.313 (Gay), 3.798.142 (Evans), 3.391.314 (Brown) ja 1.842.541 (Cumberland), UK-Patentit nrot 1.294.292 ja 2.046.789, ja japanilaiset patentit nrot 30 35293/1973 ja 48948/1978. Kunkin ylläluetellun patentin ja patenttihakemuksen koko sisältö on esitetty tässä yhteydessä viitteenä.
t
Brittiläisessä patenttihakemuksessa nro 2.175.609 on kuvat-35 tu pinta-alaltaan laajennettu elektrodi, jossa on useita avoimen verkon muodossa olevia lankoja ja verkon päällä on anodisesti aktiivinen päällyste, jota voidaan käyttää lujitetuissa betonirakenteissa olevien teräsraudoitteiden kato-: diseksi suojaamiseksi.
3 • 94431 US-patentissa nro 4.708.888 on kuvattu anodeja käyttävä katodinen suojausjärjestelmä, johon kuuluu voimakkaasti 5 levitetty venttiilimetalliverkko ja siinä sarja olennaisesti vinoneliön muotoisia aukkoja, jolloin sarjan tai kuvion yksiköillä on LWD ja SWD mitat ja aukkorakenteen muodostaa venttiilimetallilankojen jatke, jotka langat liittyvät toisiinsa solmukohdissa ja joiden pinnalla on sähkökatalyytti-10 nen päällyste. Verkko on valmistettu voimakkaasti, eli yli 90 %:sti levitetyistä venttiilimetallilevyistä tai punomalla venttiilimetallilanka sen muodostamiseksi. Mainitun US-Patentin ja brittiläisen patenttihakemuksen nro 2.175.609 mukaiset langat tai säikeet rikkoutuvat kuitenkin helposti 15 muodostaen alueita, joilla ei ole virtatiheyttä ja joilla raudoitteet ovat suojaamattomat ja alueita, joilla on lisääntynyt virtatiheyden keskittyminen.
Lisäksi mukana ei ole mitään elimiä virtatiheyden säätämi-20 seksi erilaisten teräspintatiheyksien kompensoimiseksi.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan betonirakenteissa olevien raudoitteiden uusi katodinen suojausjärjestelmä, jossa virran jakelua voidaan säätää tai vaihdella betonissa 25 olevien teräsraudoitteiden tiheyden mukaisesti alisuojattu-jen ja/tai ylisuojattujen alueiden välttämiseksi.
Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan parannettu ristikkoelektrodi, jossa on säädettävä anodipinta tasaisen 30 virranjakelun aikaansaamiseksi teräspinnan tiheyden mukai sesti sekä itse parannettu katodisuojattu betonirakenne.
: Lisäksi keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ristikkoelektrodijärjestelmän valmistamiseksi katodisuojauk-3b sen muodostamiseksi mitoiltaan sopivan geometrian omaaville teräsraudoitteisille betonirakenteille.
Nämä ja keksinnön muut tarkoitukset ja edut selviävät oheisesta yksityiskohtaisesta keksinnön selityksestä.
94431 4
Keksinnön mukainen ristikkoelektrodi on tunnettu siitä, että venttiilimetallikaistaleet on liitetty yhteen välimatkojen 5 päässä toisistaan betonissa olevaan teräspinnan tiheyteen sopivan geometrian aikaansaamiseksi yhtenäisen katodisuoja-virtatiheyden säilyttämiseksi koko betonirakenteessa, ja että ristikon poikki ulottuva elektrodipinta on muodostettu mitoiltaan vaihtelevista rainoista ja/tai erikokoisilla 10 aukoilla varustetuista rainoista ja/tai erilaisen välimatkan päässä toisistaan olevista rainoista teräspinnassa vaikuttavan virtatiheyden vaihtelemiseksi. Reiät tai aukot voidaan muodostaa venttiilimetalliliuskoihin meistämällä reikiä venttiilimetalliliuskoihin, mutta taloudellisempi menetelmä 15 on käyttää levitettyjä venttiilimetalliliuskoja, jolloin levitys on jopa 75 %. Termiä solmukohdat käytetään tässä yhteydessä siten, että ne tarkoittavat reikien tai aukkojen ympärillä olevia liitosmetalliosia.
20 Esimerkkejä venttiilimetalleista ovat titaani, tantaali, sirkonium ja niobium, joista titaani on edullinen lujuutensa, korroosionkestävyytensä ja helpon saatavuutensa ja hintansa takia. Venttiilimetalleja voidaan käyttää myös metalliseoksina ja metallien välisinä seoksina.
25
Ristikkoelektrodi voidaan muodostaa monilla eri tavoilla. Esimerkiksi kela sopivan paksuista venttiilimetallilevyä ohjataan levityslaitteen läpi ja sen jälkeen levitetty titaani leikataan halutun levyisiksi kaistaleiksi. Sen 30 jälkeen kaistaleet sijoitetaan välimatkan päähän toisistaan matriisiin tai muottiin haluttuun ristikkogeometriaan ja kaistaleet hitsataan yhteen ristikon tai verkon muodostami-• seksi. Saadut venttiilimetallipinnat voidaan päällystää sähkökatalyyttisella pinnoitteella tunnetuilla menetelmillä.
35 Menetelmän eräässä muunnosmuodossa voidaan sähkökatalyytti-nen pinnoite levittää levitetyn venttiilimetalliverkon pintaan sen poistuessa levityslaitteesta ja sen jälkeen verkko leikataan suikaleiksi, joita sitten käytetään ristik-koelektrodin muodostamiseksi.
Il a.lli lll.it; ; ! , 94431 h Tällaisia sähkökatalyyttisiä pinnoitteita on tyypillisesti kehitetty käytettäviksi sähkökemian teollisuudessa anodipin-5 noitteina ja sopivia tämän tyyppisiä pinnoitteita on yleisesti kuvattu esimerkiksi julkaisuissa US-patentit nrot 3.265.526; 3.632.498; 3.711.385 ja 4.528.084. Metallioksi-dipäällysteseokset sisältävät tavallisesti ainakin yhtä venttiilimetallioksidia sekä platinan, palladiumin, rodiu-10 min, iridiumin ja ruteenin tai niiden seosten tapaisen platinaryhmän metallin oksidia sekä muita metalleja. Taloudellisuuden kannalta on edullista käyttää pienikuormaisia sähkökatalyyttisiä pinnoitteita, kuten on esitetty esimerkiksi US-patentissa nro 4.528.084.
15
Edullisia pinnoitteita ovat muotokestävät anodit, joissa pinnoite muodostuu venttiilimetallioksidista ja platinaryhmän metallioksidista ja edullisimmin titaanioksidin ja ruteenioksidin seoksesta. Joissakin tapauksissa mukaan 20 voidaan järjestää platina- ja iridiummetallinen välikerros substraatin ja toisen peruskerroksen väliin.
Joko levyinä tai suikaleina oleva venttiilimetalli puhdistetaan ensin jollakin sopivalla tavalla, kuten rasvanpois-25 toliuottimella ja/tai peittaamalla ja syövyttämällä ja/tai hiekkapuhaltamalla, jotka kaikki ovat tunnettuja menetelmiä.
Sen jälkeen levitetään pinnoite, joka on haluttujen metallien sopivien suolojen liuosten muodossa ja se kuivataan. Yleensä, mutta ei välttämättä levitetään useita pinnoitteita 30 ja sen jälkeen kaistaleet kuivataan metalli- ja/tai metal-lioksidisähkökatalyyttisen pinnoitteen muodostamiseksi.
Sähkökatalyyttisen pinnoitteen tyypillisissä kuivausolosuh-teissa kuivauslämpötilat ovat välillä noin 300°C - noin 35 600°C. Kuivaus- tai kovettumisajät voivat vaihdella kunkin pinnoitekerroksen kohdalla vain muutamasta minuutista ja jopa yli yhteen tuntiin, jolloin kovettumisaika on pidempi sen jälkeen kun useita pinnoitekerroksia on levitetty. Kuivauskäsittelynä voidaan käyttää mitä tahansa kuivausta, . 94431 6 jolla kuivataan pinnoite metallisubstraatille. Tällöin voidaan käyttää uunikuivausta mukaanluettuna kuljettimilla 5 varustetut uunit. Lisäksi käyttökelpoisia menetelmiä voivat olla infrapunakuivaustekniikat. Kaikkein taloudellisin kuivaus on edullisesti uunikuivaus ja käytetty kuivausläm-pötila on välillä noin 450°C - noin 550°C. Näissä lämpötiloissa kuivausajat kunkin levitetyn pinnoitekerroksen koh-10 dalla ovat useimmiten vain muutamia minuutteja, esim. noin 3-10 minuuttia.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi on tunnettu siitä, 15 että siinä painetaan vakioanodivirta useiden aukoilla varustettujen venttiilimetallirainojen muodostamiin ristikko-elektrodeihin, joiden päällä on sähkökatalyyttinen pinnoite ja joissa on ainakin 200 solmukohtaa per neliömetri betonipintaa, jolloin elektrodi sijoitetaan teräslujitetulle 20 betonirakenteelle, joka sisältää 0,5-5 neliömetriä teräs- pintaa kutakin betonipinnan neliömetriä kohtia ja elektrodi päällystetään ionijohtavalla sementtikerroksella, jolloin elektrodipinnan tiheyden suhde teräspinnan tiheyteen valitaan siten, että koko betonirakenteessa säilyy yhtenäinen 25 katodisuojavirran tiheys. Termillä solmukohdat tarkoitetaan tässä yhteydessä reikien tai aukkojen ympärillä olevia · toisiinsa liittyviä metalliosia. Yhtenäinen katodisuojavir-tatiheys koko rakenteeseen saadaan aikaan vaihtelemalla elektrodipintaa siten, että se noudattaa teräsraudoitteen 30 tiheyttä, joka vaihtelee kyseisessä rakenteessa, eli teräs-raudoitteita tarvitaan enemmän kun esimerkiksi tie on tuettu pilareilla.
Elektrodipintaa voidaan säädellä tai vaihdella muuttamalla 35 venttiilimetallikaistojen mittoja ja/tai muuttamalla aukkojen kokoa tai levittämällä venttiilimetallikaistoja ja/tai muuttamalla venttiilimetallikaistojen välistä etäisyyttä. Tämä elektrodipinnan säätely teräsraudoitteiden tiheyden mukaisesti varmistaa vakion ja yhtenäisen virtajakauman il ittu lii» itiä* i 7 94431 anodin mahdollisimman pitkän käyttöiän ja teräsraudoitteiden tehokkaan katodisuojauksen aikaansaamiseksi.
5 Tämä mahdollisuus mitoittaa elektrodipinta vastaamaan rau-doitetiheyttä saa aikaan sen, että vältetään ongelmat, joita esiintyy tunnetuissa katodisuojausjärjestelmissä, jollainen on esitetty esimerkiksi US-patentissa nro 4.708.888.
10 Mainitussa patentissa elektrodijärjestelmää ei voida säädellä ja tästä syystä alueilla, joilla raudoitetiheys on suuri, katodisuojavirtatiheys on alhainen aiheuttaen teräspinnan riittämättömän suojauksen ja siis teräksen korroosion.
Toisaalta mikäli lisätään anodivirran tehoa suurempitiheyk-15 sisten raudoitealueiden suojaamiseksi, anodivirran tiheys muodostuu suuremmaksi aiheuttaen sen, että anodin käyttöikä lyhenee ja muodostuu suuri elektrolyyttivastus johtuen betonin (eli ei elektrolyyttiä) kuivumisesta lähellä anodia.
Kun terästiheys on liian vähäinen, teräsraudoitteeseen 20 kohdistuva virtatiheys on suuri aikaansaaden teräsraudoit-teen pintaan liiallisen alkalisuuden ja jopa vetyhaurastu-mista esipuristetuissa rakenteissa.
Esillä olevan keksinnön avulla saavutetaan se etu, että 25 virranjakauma saadaan hienosäädetyksi lujitettuun betoni rakenteeseen sen suojaamiseksi korroosiolta. Verkon mittojen vaihtelu, kaistaleiden mittojen vaihtelu ja sekä kaistaleiden että anodirakenteen levitysasteen vaihtelu tarjoaa mahdollisuuden vaihdella tai säädellä virran jakautumista 30 epähomogeenisella tavalla siten, että se vastaa lujitetun betonirakenteen tarpeita. Johtuen esimerkiksi teräsraudoitteiden muuttuvasta tiheydestä voi virran jakauma vaihdella betonirakenteen pisteestä toiseen yli- tai alisuojauksen välttämiseksi.
35
Sopivasti mitoitettu rakenne voidaan saada helposti aikaan keksinnön mukaisella menetelmällä hitsaamalla levitetyt venttiilimetallikaistat vaihtelevien välimatkojen päähän toisistaan tai hitsaamalla eri muotoihin ja/tai erilaisia β 94431 määriä levitettyjä kaistaleita ja anodirakenne voidaan muodostaa mitoiltaan vaihteleviin verkko- tai ristikkolevyihin 5 kunkin yksittäisen rakenteen tarpeiden mukaisesti. Johtavien tankojen peräkkäinen hitsaus verkkoon voidaan suorittaa yksinkertaisesti korvaamalla yksi levitetty venttiilimetal-likaista tavanomaisella verkolla. Kaistojen mitat ja niiden välinen etäisyys voidaan optimoida tietylle virtateholle ja 10 siten aikaansaada venttiilimetallisubstraatin minimipaino per neliömetri betonia.
Aukoilla varustettujen kaistojen mitat voivat vaihdella siten, että leveys voi olla 3 mm - 100 mm, paksuus 0,25 mm -15 2,5 mm ja pituus 1 m:stä 10 metriin, mutta nämä ovat vain edullisia mittoja ja venttiilimetallikaistaleet hitsataan edullisesti 90° kulmaan toisiinsa nähden, mutta muutkin kulmat ovat mahdollisia. Verkon sivut voivat muodostaa joko nelikulmion, suorakaiteen tai vinoneliön.
20
Anodirakenteen lujitettuun betonirakenteeseen siirtämä virrantiheys voi vaihdella riippuen ristikkolevyn geometriasta, kaistaleiden levitysasteesta ja kaistaleiden mitoista. Edullinen virrantiheys on kuitenkin välillä 2,5 - 50 mA 25 per neliömetri betonia. Myös tätä voidaan vaihdella.
Keksinnön mukaisen anodin rakenne, jossa verkon tai ristikon pääaukkoja rajoittavat levitetyt metallikaistaleet eivätkä tekniikan tason mukaiset langat tai säikeet, mahdollistaa 30 erään lisätunnusmerkin.
Itse asiassa betoni/anodikosketusalue on jaettu kaistaleiden pituudelta ja leveydeltä ja tällä tavalla saadaan estetyksi haitallinen virtavuon keskittyminen. Pitämällä sähkövirta 35 "laimennetussa" muodossa betonissa myös hyvin lähellä anodi-pintaa saavutetaan seuraavat edut, joilla on edullinen vaikutus käytännön toimintaan: - vähäisemmät ohmiset pudotukset, joista aiheutuu suurempi virtateho samalla jännitteellä 9 94431 - pienempi hapen muodostusnopeus anodi/betonirajapinnassa, joka yhdessä kaistojen avoimen verkkorakenteen kanssa estää 5 kaasutaskujen muodostumisen ja myös happamuuden muodostumisen, jotka voisivat katkaista virtapiirin sähköisen yhtenäisyyden; - vähäisempi pinnoitteen kuluminen, joka on erityisen tärkeätä tarvittaessa pitkäikäisiä anodeja ja joissa kuitenkin 10 on hinnaltaan edullinen, vähän jalometallia sisältävä pinnoite.
Aikaisemmin tunnetuissa anodeissa anodi/betonikosketusalue on kunkin langan tai säikeen se vähäinen pinta, joka rajoit-15 taa jokaista pääaukkoa: tästä syystä sähkövirta keskittyy lähelle anodi/betonirajapintaa ja kaikki ongelmat liittyvät suuriin ohmisiin pudotuksiin ja vähäiseen virtatehoon, happitaskujen muodostumiseen, pinnoitteen suureen kulumiseen, kuten kuka tahansa alan ammattilainen voi helposti 20 havaita.
Eräs vaihtoehtoinen menetelmä on ristikkoelektrodin muodostaminen paikan päällä sijoittamalla aukoilla varustetut venttiilimetallikaistaleet keskenään yhdensuuntaisesti 25 suojattavalle betonirakenteella, kiinnittämällä ne betonipintaan, yhdistämällä mainitut aukoilla varustetut kaistaleet valinnaisesti ilman aukkoja oleviin venttiilime-tallikaistaleisiin välimatkojen päähän toisistaan ristikko-elektrodin muodostamiseksi esimerkiksi hitsaamalla ja pääl-30 lystämällä sen jälkeen ristikkoelektrodit ionijohtavalla päällyskerroksella.
Keksintöä selvitetään seuraavaksi yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa:
Kuvio 1 on esimerkki keksinnön mukaisen ristikkoelektrodin eräästä mahdollisesta suoritusmuodosta, 35 10 5 94431
Kuvio 2 on laajennettu kuva kuvion 1 mukaisen suoritusmuodon eräästä osasta,
Kuvio 3 esittää ylhäältäpäin erikokoisilla elektrodipin- noilla varustettua ristikkoelektrodia betonirakenteessa olevien teräsraudoitteiden tiheyserojen kompensoimiseksi.
10
Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty eräs edullinen keksinnön mukainen ristikkoelektrodi, jossa käytetään 8 mm leveitä ja 0,5 mm paksuja, rei'illä varustettuja venttiilimetallikaistalei-ta, jotka on hitsattu yhteen 250 mm pitkän verkon tai risti-15 kon muodostamiseksi. Tällaisessa anodirakenteessa on anodi-kosketuspinta, joka on noin 0,15 m2 betonia. Kuviossa 2 on esitetty levitetyillä metallikaistoilla varustettu ristikkoelektrodi sekä hitsauspisteet kaistaleiden kiinnittämiseksi toisiinsa.
20
Kuvio 3 esittää rei'illä varustettujen anodikaistaleiden sijoittelua betoniraudoitteiden tiheyden erojen kompensoimiseksi siten, että katodisuojavirran tiheyden osalta vaih-televat alueet vastaavat raudoitetiheyttä. Kuvion 3 mukaista 25 järjestelmää voidaan käyttää virran jakautumisen hienosäätä-miseksi suojattavan lujitetun betonirakenteen pintaan eri-• tyisen edullisen katodisuojausjärjestelmän aikaansaamiseksi. Tiedetään, että kaikissa lujitetuissa betonirakenteissa lujiterautojen tiheys vaihtelee sijaintikohdan mukaisesti ja 30 lisäksi esijännitetyissä lujitetuissa betonirakenteissa on mahdollista välttää tekniikan tason mukaisten järjestelmien aiheuttama ylisuojausongelma vähäisemmän raudoitetiheyden omaavilla alueilla. Ylisuojaus aiheuttaa betoniraudoitteiden vetyhaurastumista heikentäen siten rakennetta.
35
Keksinnön mukainen ristikkoelektrodi voidaan valmistaa mitoiltaan vaihteleviksi levyiksi yllä esitetyllä tavalla, joiden levyjen leveys on 1 - 3 m ja pituus 2 - 6 m ja jotka ovat erityisen käyttökelpoisia pystysuuntaisten betoni- „ 94431 rakenteiden katodisuojäämiseksi. Siltakannen tai pysäköintitason tapaista vaakasuuntaista betonirakennetta varten ris-5 tikkoelektrodi voidaan valmistaa rullina, joiden leveys on 0,5 - 3 m ja pituus 10 - 100 m.
Keksinnön mukaisiin ristikkoelektrodeihin voidaan tehdä erilaisia muutoksia irtautumatta keksinnön hengestä tai 10 suojapiiristä ja on selvää, että keksintö on tarkoitettu ainoastaan oheisten patenttivaatimusten rajoittamaksi.
Claims (32)
12 94431
1. Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi, johon elektrodiin kuuluu useita aukoilla varustettuja venttiilimetallikaistaleita, joissa on sähkökatalyyttinen pinnoite, tunnettu siitä, että venttiilimetallikaistaleet on liitetty yhteen välimatkojen 10 päässä toisistaan betonissa olevaan teräspinnan tiheyteen sopivan geometrian aikaansaamiseksi yhtenäisen katodisuoja-virtatiheyden säilyttämiseksi koko betonirakenteessa, ja että ristikon poikki ulottuva elektrodipinta on muodostettu mitoiltaan vaihtelevista rainoista ja/tai erikokoisilla 15 aukoilla varustetuista rainoista ja/tai erilaisen välimatkan päässä toisistaan olevista rainoista teräspinnassa vaikuttavan virtatiheyden vaihtelemiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, t u n -20 n e t t u siitä, että venttiilimetallikaistaleissa on ainakin 200 solmukohtaa per neliömetri betonirakennetta.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että aukoilla varustetut venttiilimetalli- 25 kaistaleet ovat levitetyn venttiilimetalliverkon rainoja. . 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tun nettu siitä, että venttiilimetallirainat on hitsattu yhteen 90° kulmiin toisiinsa nähden. 30
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että aukoilla varustetut venttiilimetalli- • kaistaleet tai -rainat on liitetty yhteen välimatkojen päässä toisistaan venttiilimetallirainoilla, joissa valin-35 naisesti ei ole aukkoja.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että siihen on liitetty virranjakeluosa. il «»'< ·.!·< IIIM' I 13 94431
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite on ko- 5 bolttispinellipinnoite.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että substraatin ja kobolttispinellipin-noitteen välissä on platinametalleja tai niiden seoksia 10 oleva välikerros.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite on metal-lioksidiseospinnoite. 15
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen ristikkoelektrodi, tunnettu siitä, että metallioksidiseokseen kuuluu ainakin yksi venttiilimetallin oksidi, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu titaani ja tantaali ja toinen oksidi 20 on platinaryhmän metallioksidi, joka on valittu ryhmästä, johon kuuluu platinaoksidi, palladiumoksidi, rodiumoksidi, iridiumoksidi ja ruteenioksidi ja niiden seokset.
11. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen ristikkoelekt-25 rodin käsittävän lujitetun betonirakenteen katodisen suojausjärjestelmän valmistamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmässä leikataan rainoja aukoilla varustetuista venttiilimetallilevyistä, mainitut rainat sijoitetaan sopivaan matriisityökaluun, liitetään mainitut rainat yhteen, 30 sijoitetaan näin saatu ristikkoelektrodi lujitetun betonirakenteen päälle ja kiinnitetään mainittu ristikkoelektrodi itse rakenteeseen ja päällystetään se ionijohtavalla sement-; tikerroksella. . 35 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite levitetään aukoille varustetulle venttiilimetallilevylle ennen sen leikkaamista. 94431 1 4
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite levite- 5 tään aukoilla varustetulle venttiilimetallilevylle sen leikkaamisen jälkeen.
14. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiilimetallilevy muodostuu levi- 10 tetyistä venttiilimetallilevyistä.
15. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen ristikkoelekt-rodin käsittävän lujitetun betonirakenteen katodisen suojausjärjestelmän valmistamiseksi, tunnettu siitä, 15 että menetelmässä leikataan rainoja aukoilla varustetusta venttiilimetallilevystä, sijoitetaan mainitut rainat katodi-sesti suojattavan lujitetun betonirakenteen päälle, kiinnitetään mainitut rainat betonirakenteeseen, liitetään aukoilla varustetut rainat hitsaamalla valinnaisesti ilman aukkoja oleviin Tainoihin ja päällystetään nämä ionijohtavalla 5, sementtikerroksella.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite levitetään aukoilla varustetulle venttiilimetallilevylle ennen sen 1C leikkaamista.
17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite levitetään aukoilla varustetulle venttiilimetallilevylle sen 15 leikkaamisen jälkeen. 1 2 Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiilimetallilevy muodostuu levitetyistä venttiilimetallilevyistä. 20 2 Menetelmä teräsraudoitelujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi, tunnettu siitä, että siinä painetaan vakioanodivirta useiden aukoilla varustettu- 94431 15 jen venttiilimetallirainojen muodostamiin ristikkoelektro-deihin, joiden päällä on sähkökatalyyttinen pinnoite ja 5 joissa on ainakin 200 solmukohtaa per neliömetri betonipintaa, jolloin elektrodi sijoitetaan teräslujitetulle betonirakenteelle, joka sisältää 0,5-5 neliömetriä teräs-pintaa kutakin betonipinnan neliömetriä kohtia ja elektrodi päällystetään ionijohtavalla sementtikerroksella, jolloin 10 elektrodipinnan tiheyden suhde teräspinnan tiheyteen valitaan siten, että koko betonirakenteessa säilyy yhtenäinen katodisuojavirran tiheys.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnet-15 t u siitä, että virran tiheys on 2,5 - 50 mA per neliömetri betonipintaa.
21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että venttiilimetrirainat hitsataan yhteen 90° 20 kulmiin toisiinsa nähden.
22. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiilimetallirainat ovat levitetyn venttiilimetalliverkon rainoja. 25
23. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhtenäinen katodivirran tiheys saavutetaan vaihtelemalla elektrodipintaa käyttämällä eri mittaisia rainoja ja/tai erilaisilla aukoilla varustettuja rainoja 30 ja/tai eri etäisyyksien päässä toisistaan olevia rainoja teräsraudoitteiden tiheyttä vastaavasti. : 24. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ristikkoelektrodit on liitetty vir-35 ranjakeluosaan.
25. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ristikkoelektrodi on valmistettu aukoilla varustetuista venttiilimetallirainoista, jotka on 5 16 94431 kiinnitetty tietyn välimatkoin ilman aukkoja oleviin ventti ilimetallirainoihin.
26. Patenttivaatimuksen 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinta on koboltti spinell ipinnoi te .
27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että substraatin ja kobolttispinelliulko-pinnoiteen väliin on järjestetty platinametalleja tai niiden seoksia oleva välikerros.
28. Patenttivaatimuksen 19 mukainen elektrodi, tun nettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinta on metal-lioksidiseospinnoite.
29. Katodisuojattu teräslujitteinen betonirakenne, t u n -20 n e t t u siitä, että siihen kuuluu patenttivaatimuksen 1 mukainen ristikkoelektrodi, joka on sijoitettu betoniraken-: teen päälle ja päällystetty ionijohtavalla kerroksella.
30. Patentivaatimuksen 29 mukainen rakenne, tunnettu 2b siitä, että hilaelektrodissa on ainakin 200 solmukohtaa per neliömetri betonipintaa.
31. Patenttivaatimuksen 29 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että elektrodiverkkoon on liitetty virranjakeluosa. 30
32. Patenttivaatimuksen 29 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite on kobolttispinelli.
33. Patenttivaatimuksen 32 mukainen rakenne, tunnettu 35 siitä, että substraatin ja kobolttispineliulkopinnoitteen väliin on järjestetty platinametalleja tai niiden seoksia oleva välikerros. 94431 17
34. Patenttivaatimuksen 29 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että sähkökatalyyttinen pinnoite sisältää platinaryh- 5 mään kuuluvaa metallioksidia.
35. Patenttivatimuksen 29 mukainen rakenne, tunnettu siitä, että ristikon poikki ulottuva elektrodipinta on muodostettu käyttämällä eri mittaisia venttiilimetalliraino- 10 ja/tai erilaisilla aukoilla varustettuja rainoja ja/tai erilaisen välimatkan päässä toisistaan olevia rainoja rakenteessa vallitsevan vaihtelevan teräsraudoitetiheyden mukaisesti . 18 94431
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/452,561 US5062934A (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Method and apparatus for cathodic protection |
| US45256189 | 1989-12-18 | ||
| PCT/EP1990/002218 WO1991009155A1 (en) | 1989-12-18 | 1990-12-17 | Novel electrodes and cathodic protection system |
| EP9002218 | 1990-12-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI913878A0 FI913878A0 (fi) | 1991-08-16 |
| FI94431B FI94431B (fi) | 1995-05-31 |
| FI94431C true FI94431C (fi) | 1995-09-11 |
Family
ID=23796964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI913878A FI94431C (fi) | 1989-12-18 | 1991-08-16 | Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi sekä menetelmä suojausjärjestelmän valmistamiseksi |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5062934A (fi) |
| EP (1) | EP0458951B1 (fi) |
| JP (1) | JP2966926B2 (fi) |
| AT (1) | ATE119585T1 (fi) |
| AU (1) | AU638094B2 (fi) |
| CA (1) | CA2031123C (fi) |
| DE (1) | DE69017665T2 (fi) |
| DK (1) | DK0458951T3 (fi) |
| FI (1) | FI94431C (fi) |
| NO (1) | NO304657B1 (fi) |
| NZ (1) | NZ236458A (fi) |
| WO (1) | WO1991009155A1 (fi) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8928874D0 (en) * | 1989-12-21 | 1990-02-28 | Celltech Ltd | Humanised antibodies |
| CA2075780C (en) * | 1991-09-23 | 2002-07-30 | Michele Tettamanti | Anode structure for cathodic protection of steel-reinforced concrete and relevant method of use |
| GB9215502D0 (en) * | 1992-07-21 | 1992-09-02 | Ici Plc | Cathodic protection system and a coating and coating composition therefor |
| US5340455A (en) * | 1993-01-22 | 1994-08-23 | Corrpro Companies, Inc. | Cathodic protection system for above-ground storage tank bottoms and method of installing |
| US5366670A (en) * | 1993-05-20 | 1994-11-22 | Giner, Inc. | Method of imparting corrosion resistance to reinforcing steel in concrete structures |
| US5667649A (en) * | 1995-06-29 | 1997-09-16 | Bushman; James B. | Corrosion-resistant ferrous alloys for use as impressed current anodes |
| US6056867A (en) * | 1996-01-30 | 2000-05-02 | Huron Tech Canada, Inc. | Ladder anode for cathodic protection |
| US6562229B1 (en) | 1997-05-12 | 2003-05-13 | John W. Burgher | Louvered anode for cathodic protection systems |
| US7935236B2 (en) * | 2002-05-09 | 2011-05-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Electro-osmotic pulse (EOP) treatment method |
| ITMI20101689A1 (it) | 2010-09-17 | 2012-03-18 | Industrie De Nora Spa | Anodo per protezione catodica e metodo per il suo ottenimento |
| WO2017085612A1 (en) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | Sabic Global Technologies B.V. | An iccp grid anode system that mitigates the failure of positive feeder connections |
| CN106401205A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-15 | 中交第航务工程局有限公司 | 钢筋混凝土结构外粘型钢加固的施工方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3804740A (en) * | 1972-02-01 | 1974-04-16 | Nora Int Co | Electrodes having a delafossite surface |
| CA1225066A (en) * | 1980-08-18 | 1987-08-04 | Jean M. Hinden | Electrode with surface film of oxide of valve metal incorporating platinum group metal or oxide |
| FR2529911B1 (fr) * | 1982-07-08 | 1986-05-30 | Snecma | Procede et dispositif pour la realisation de revetements protecteurs metalliques |
| US4708888A (en) * | 1985-05-07 | 1987-11-24 | Eltech Systems Corporation | Coating metal mesh |
| JPS62503040A (ja) * | 1985-05-07 | 1987-12-03 | エルテック・システムズ・コ−ポレ−ション | スチ−ル強化コンクリ−ト構造物用の陰極防食システムおよびその設置方法 |
| US4855024A (en) * | 1986-09-16 | 1989-08-08 | Raychem Corporation | Mesh electrodes and clips for use in preparing them |
| CA2018869A1 (en) * | 1989-07-07 | 1991-01-07 | William A. Kovatch | Mesh anode and mesh separator for use with steel-reinforced concrete |
-
1989
- 1989-12-18 US US07/452,561 patent/US5062934A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-29 CA CA002031123A patent/CA2031123C/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-13 NZ NZ236458A patent/NZ236458A/en unknown
- 1990-12-17 AU AU70468/91A patent/AU638094B2/en not_active Expired
- 1990-12-17 EP EP91901755A patent/EP0458951B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-17 DK DK91901755.8T patent/DK0458951T3/da active
- 1990-12-17 JP JP3502056A patent/JP2966926B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-17 WO PCT/EP1990/002218 patent/WO1991009155A1/en active IP Right Grant
- 1990-12-17 AT AT91901755T patent/ATE119585T1/de active
- 1990-12-17 DE DE69017665T patent/DE69017665T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-16 FI FI913878A patent/FI94431C/fi active
- 1991-08-16 NO NO913222A patent/NO304657B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5062934A (en) | 1991-11-05 |
| CA2031123C (en) | 1999-08-03 |
| DE69017665D1 (de) | 1995-04-13 |
| NZ236458A (en) | 1994-02-25 |
| FI913878A0 (fi) | 1991-08-16 |
| EP0458951B1 (en) | 1995-03-08 |
| FI94431B (fi) | 1995-05-31 |
| JPH05500393A (ja) | 1993-01-28 |
| JP2966926B2 (ja) | 1999-10-25 |
| AU638094B2 (en) | 1993-06-17 |
| WO1991009155A1 (en) | 1991-06-27 |
| DK0458951T3 (da) | 1995-07-24 |
| DE69017665T2 (de) | 1995-08-03 |
| NO913222D0 (no) | 1991-08-16 |
| CA2031123A1 (en) | 1991-06-19 |
| EP0458951A1 (en) | 1991-12-04 |
| ATE119585T1 (de) | 1995-03-15 |
| AU7046891A (en) | 1991-07-18 |
| NO304657B1 (no) | 1999-01-25 |
| NO913222L (no) | 1991-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI94431C (fi) | Ristikkoelektrodi teräslujitettujen betonirakenteiden katodiseksi suojaamiseksi sekä menetelmä suojausjärjestelmän valmistamiseksi | |
| Bertolini et al. | Effectiveness of a conductive cementitious mortar anode for cathodic protection of steel in concrete | |
| EP0222829B1 (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure and method of installation | |
| EP0407348A1 (en) | Mesh anode and mesh separator for use with steel reinforced concrete | |
| US7807026B2 (en) | Discrete anode for cathodic protection of reinforced concrete | |
| US6562229B1 (en) | Louvered anode for cathodic protection systems | |
| US5104502A (en) | Cathodic protection system and its preparation | |
| CA2075780C (en) | Anode structure for cathodic protection of steel-reinforced concrete and relevant method of use | |
| CA1314518C (en) | Cathodic protection system for reinforced concrete including anode of valve metal mesh | |
| US5423961A (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure | |
| EA024024B1 (ru) | Способ изготовления анода для катодной защиты | |
| US6569296B1 (en) | Ladder anode for cathodic protection of steel reinforcement in atmospherically exposed concrete | |
| CA2302966C (en) | Ladder anode for cathodic protection | |
| US5200259A (en) | Fiber-filled concrete overlay in cathodic protection | |
| CA2181121C (en) | Flow through anode for cathodic protection systems | |
| SA92130270B1 (ar) | هيكل مصعد للوقاية المهبطية للخرسانة المسلحة بالصلب وطريقة مناسبة لاستخدامه | |
| NO170291B (no) | Katodisk beskyttet, staalarmert betongkonstruksjon og fremgangsmaate for aa installere en belagt ventilmetallelektrodei et katodisk beskyttelsessystem for en slik konstruksjon | |
| CA2032436A1 (en) | Fiber-filled concrete overlay in cathodic protection | |
| NO169299B (no) | Opprullet ventilmetallnetting og anvendelse av denne som anode i utrullet tilstand |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application |