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1 绪论1

1.1　混凝土钢筋腐蚀的危害1

1.2　我国钢筋混凝土结构腐蚀破坏状况3

1.2.1　海港工程腐蚀破坏状况3

1.2.2　水利工程腐蚀破坏状况5

1.2.3　公路和桥梁腐蚀破坏状况6

1.2.4　公共和民用建筑腐蚀破坏状况6

1.2.5　盐湖地区设施腐蚀破坏状况7

1.3　钢筋腐蚀对结构功能的影响8

1.4　钢筋腐蚀机理9

1.4.1 自然腐蚀9

1.4.2　杂散电流腐蚀12

1.5　钢筋腐蚀的检测14

1.6　控制钢筋腐蚀的方法16

1.6.1　电化学保护16

1.6.2　耐久性混凝土18

1.6.3　混凝土表面涂层19

1.6.4　阻锈剂22

1.6.5　涂层钢筋23

1.7　钢筋混凝土阴极保护技术的发展和应用现状25

1.7.1　钢筋混凝土阴极保护技术的发展25

1.7.1.1　强制电流阴极保护的发展26

1.7.1.2　牺牲阳极阴极保护的发展27

1.7.2　钢筋混凝土阴极保护应用现状28

参考文献31

第2章　钢筋混凝土阴极保护的工作原理35

2.1　阴极保护原理35

2.2　阴极保护方式38

2.2.1　强制电流阴极保护38

2.2.2　牺牲阳极阴极保护40

2.2.3　阴极保护方式的选择40

2.3　阴极保护条件41

2.3.1　钢筋的电连续性41

2.3.2　混凝土表面状况42

2.3.3　避免阴极和阳极之间短路42

2.3.4　混凝土凿除42

2.3.5　局部修补42

2.4　阴极保护区域的划分43

2.5　阴极保护的副作用44

2.5.1　预应力钢丝的氢脆44

2.5.2　钢筋与混凝土界面的结合强度45

2.5.3　诱发碱活性集料的混凝土结构的碱集料反应46

2.5.4　腐蚀干扰46

2.6　杂散电流对阴极保护的影响47

2.6.1　杂散电流对保护电位的影响47

2.6.2　杂散电流对保护电流的影响48

2.6.3　杂散电流对牺牲阳极阴极保护系统的影响48

参考文献48

第3章　阴极保护准则50

3.1　保护电位准则50

3.1.1　保护电位准则50

3.1.2　保护电位准则的依据51

3.1.3　保护电位测量54

3.2　极化衰减（发展）准则55

3.2.1　极化衰减（发展）准则55

3.2.2　极化衰减（发展）准则的依据56

3.2.3　极化衰减（发展）测量58

3.3　极化曲线（E-lgi）准则59

3.3.1　极化曲线准则59

3.3.2　极化曲线准则的依据60

3.3.3　极化曲线准则的不足60

3.4　其它准则61

参考文献62

第4章　保护电流密度和电流分布64

4.1　保护电流密度64

4.2　电流分布66

4.3　试验性阴极保护系统67

参考文献67

第5章 阴极保护前结构物状况调查与检测69

5.1　资料收集69

5.2　外观普查70

5.3　空鼓、分层、裂缝检测72

5.3.1　空鼓检查72

5.3.2　超声波分层、裂缝检测72

5.4　钢筋位置及保护层厚度检测76

5.4.1　检测的必要性76

5.4.2　检测仪器76

5.4.3　检测方法76

5.5　钢筋半电池电位测定78

5.5.1　必要性78

5.5.2　检测仪器78

5.5.3　测量方法79

5.5.4　结果处理80

5.5.5　钢筋锈蚀评估82

5.6　氯化物含量检测83

5.6.1　混凝土中氯化物的来源83

5.6.2　氯化物含量检测的必要性84

5.6.3　混凝土中氯离子含量的测定84

5.6.3.1　游离氯离子含量的测定85

5.6.3.2　氯离子总含量的测定86

5.6.3.3　现场快速测定混凝土中氯离子含量89

5.6.4　判别钢筋锈蚀89

5.7　碳化深度测量90

5.7.1　检测工具和材料90

5.7.2　检测方法90

5.8　钢筋腐蚀测量91

5.8.1　检测的必要性91

5.8.2　主要检查测量方法92

5.9　杂散电流的检查96

5.10　钢筋电连续性检测96

5.11　混凝土电阻率测量97

5.11.1　影响混凝土电阻率的因素97

5.11.2　混凝土电阻率对钢筋腐蚀的影响98

5.11.3　混凝土电阻率对阴极保护的影响99

5.11.4　测量方法100

5.11.5　注意的问题101

5.12　混凝土抗压强度检测102

5.12.1 回弹法检测混凝土抗压强度103

5.12.2　取芯法检测混凝土强度106

5.12.3　修正111

5.13　腐蚀状况评价112

参考文献114

第6章　强制电流阴极保护115

6.1　强制电流阴极保护的设计要求115

6.2　强制电流阴极保护辅助阳极115

6.2.1　概述115

6.2.2　辅助阳极的特性117

6.2.3　辅助阳极材料120

6.2.4 主阳极120

6.2.5　应用较为成功的辅助阳极系统及其特点122

6.2.5.1　硅铁＋导电沥青或导电混凝土阳极122

6.2.5.2　导电塑料电线＋AS导电砂浆阳极122

6.2.5.3　主阳极＋导电涂层阳极126

6.2.5.4　金属涂层阳极127

6.2.5.5　沟槽式或镶嵌式阳极131

6.2.5.6 网状铜芯导电聚合物电线＋水泥胶结材料覆盖层阳极132

6.2.5.7　钛基混合金属氧化物阳极133

6.2.5.8　关于水泥胶结材料覆盖层136

6.3　强制电流阴极保护施工和调试136

6.3.1　保护系统施工136

6.3.2　保护系统调试138

参考文献138

第7章　强制电流阴极保护的电源设备141

7.1　概述141

7.2　电源设备的种类142

7.2.1　手控直流电源142

7.2.1.1　普通硅整流器143

7.2.1.2　可控硅整流器143

7.2.2　自控直流电源145

7.2.3　其他直流电源146

7.3　强制电流阴极保护对电源设备的要求146

7.3.1　基本要求146

7.3.2　电源的容量147

7.3.3　效率149

7.3.4　环境要求150

7.3.5　电源的布置152

7.4　电源的选用154

7.5　电源的安装156

参考文献155

第8章　牺牲阳极保护157

8.1　牺牲阳极材料157

8.2　应用较成功的牺牲阳极保护系统及其特点158

8.2.1 电弧喷锌或喷铝-锌-铟合金158

8.2.2　锌箔／导电黏结剂159

8.2.3　锌网／水泥浆护套160

8.2.4　锌网／压板161

8.2.5　埋入式牺牲阳极162

8.3　牺牲阳极保护系统使用寿命预测164

参考文献165

第9章　运行与管理167

9.1　阴极保护系统监测167

9.2　管理与维护168

9.2.1　强制电流阴极保护系统168

9.2.2　牺牲阳极阴极保护系统169

参考文献170

第10章　测试仪器及维护保养171

10.1　测试仪器171

10.1.1　超声波测试仪171

10.1.2　钢筋保护层厚度及钢筋位置测定仪173

10.1.3　钢筋半电池电位检测仪175

10.1.4　钢筋腐蚀程度测定仪176

10.1.5　混凝土中氯离子含量现场测定仪器178

10.1.6　碳化深度测试仪器180

10.1.7　数字电压表181

10.1.8　混凝土电阻率测量仪器183

10.1.9　回弹仪184

10.1.10　电流断路器185

10.1.11　参比电极和测试片186

10.2　仪器的维护与保养188

第11章　阴极保护工程实践190

11.1　强制电流阴极保护190

11.1.1 1988年我国大丰挡潮闸胸墙钢筋混凝土梁强制电流阴极保护试验190

11.1.2 1988年我国连云港二码头东侧钢筋混凝土梁板底部强制电流阴极保护194

11.1.3 1990年我国湛江港5万吨级油码头甲连系桥上部结构强制电流阴极保护197

11.1.4 我国渤海某码头钢筋混凝土承重梁强制电流阴极保护206

11.1.5 美国俄勒冈州Newport的Yaquina Bay桥强制电流阴极保护207

11.1.6　澳大利亚悉尼歌剧院混凝土构件强制电流阴极保护210

11.1.7　美国维吉尼亚州混凝土桥梁面板强制电流阴极保护211

11.1.8 沙特阿拉伯Jubail海水进水口钢筋混凝土结构强制电流阴极保护217

11.1.9　德国柏林绕城公路钢筋混凝土结构强制电流阴极保护219

11.2　牺牲阳极保护224

11.2.1　美国佛罗里达州公寓大楼牺牲阳极保护224

11.2.2　美国阿拉斯加州Ketchikan高架桥牺牲阳极保护228

11.2.3　维吉尼亚Hampton预应力混凝土桩牺牲阳极保护231

11.2.4　加拿大安大略公路桥牺牲阳极保护242

参考文献248

第12章　阴极防护250

12.1　概述250

12.2　阴极防护工程实践251

12.2.1　我国杭州湾跨海大桥阴极防护251

12.2.2　美国维吉尼亚混凝土桥梁面板阴极防护254

12.2.3　意大利Frejus公路立交桥（高架桥）面板阴极防护255

参考文献260

第13章　经济分析261

13.1　阴极保护工程费用261

13.2　防腐蚀工程经济分析方法265

13.3　不同措施的费用比较273

13.3.1　传统修补方法与阴极保护费用比较273

13.3.2　耐蚀钢筋与阴极防护费用比较277

参考文献279

附录280

附录一　EN12696:2000混凝土中钢筋的阴极保护280

前言280

简介280

1　范围281

2　规范性引用文件281

3　术语和定义281

4　一般规定282

5　结构物的评定和维修283

6　阴极保护系统的组成287

7　安装程序298

8　试运行303

9　系统记录和文件308

10　运行和维护309

附录二　NACE RP0290—2000大气中钢筋混凝土结构强制电流阴极保护推荐性规程311

1　总则311

2　准则312

3　强制电流阴极保护系统设计314

4　安装317

5　通电和系统调试318

6　强制电流阴极保护系统的运行和维护319

7　记录321