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(yùn)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(jī)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?yàn)榻饘僭陔娊赓|(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?yàn)榭諝饫锏腃O2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(shí)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(gè)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(dòng)這三個(gè)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?yàn)殡姖B效果，堿性電解質(zhì)會(huì)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(fèi)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(shí)在鋼筋混凝土之間施加電場和在外部裝置的一個(gè)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(gè)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(gè)外部的陽極網(wǎng)格，對提取混凝土中的氯離子，稱為長時(shí)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(qiáng)鋼筋康復(fù)到鈍化的、非腐蝕狀態(tài)。
運(yùn)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(yùn)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(yùn)用范疇的一個(gè)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(shí)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(yùn)用陰極維護(hù)技能到鋼筋混凝土中是在1955年前，從已匯報(bào)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(yùn)用技能到加預(yù)應(yīng)力的混凝土輸水管道中。前期運(yùn)用中的大多數(shù)都嚴(yán)格在陳述規(guī)模之外，因?yàn)樗鼈兣c被埋在土壤中的鋼筋混凝土有關(guān)。這樣的運(yùn)用程序答應(yīng)運(yùn)用慣例的被埋在管道陰極維護(hù)設(shè)計(jì)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(yùn)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(gè)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(yùn)作。這些導(dǎo)電掩蓋體系的一個(gè)改變與被增加的沙子和石頭一同集合來進(jìn)步機(jī)械功能。該改變已成為加拿大安大略省的一個(gè)規(guī)范的修正選項(xiàng)，該選項(xiàng)現(xiàn)已裝置了大約40個(gè)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(shí)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(yùn)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(yùn)用到30個(gè)橋面中。因?yàn)楦浇枠O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?yàn)樗嵘珊透哧枠O/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(gè)有用的陽極體系，除了橋面運(yùn)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(yùn)用包鉑的鈮或鈦?zhàn)鳛槭滓年枠O，見證其運(yùn)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(yùn)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?yàn)檫@些要素，在該范疇會(huì)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(shí)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(yùn)用中的一個(gè)開展。該陽極被廣泛運(yùn)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(yùn)用面積已被陳述。在板運(yùn)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(yùn)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(gè)運(yùn)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(yùn)用。成功的運(yùn)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(yùn)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(yùn)用要求按最高規(guī)范預(yù)備和操作。
五、獻(xiàn)身陽極
另一個(gè)體系是運(yùn)用獻(xiàn)身陽極到地上鋼筋混凝土的陰極維護(hù)中。因?yàn)橄鄬^低的驅(qū)動(dòng)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)?？墒?，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(gè)具有吸引力的計(jì)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(dòng)力大，維護(hù)膜易于溶解，鎂的自腐蝕很強(qiáng)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(yùn)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(diǎn)部分，促進(jìn)鋁合金基體的正常溶解。
4.鋼筋混凝土運(yùn)用的獻(xiàn)身陽極
經(jīng)過以上3個(gè)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(diǎn)是，鋅不管在強(qiáng)酸或許強(qiáng)堿的情況下都能不斷的氧化，并且氧化鋅不會(huì)脹大，不會(huì)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(qiáng)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(yùn)建造行業(yè)協(xié)會(huì)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(huì)。
該項(xiàng)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(shí)時(shí)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(jì)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(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)控體系，為陰極維護(hù)的有用運(yùn)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(yàn)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(shí)踐工程設(shè)計(jì)供給理論指導(dǎo)和技能支撐。
該項(xiàng)研討成果已在國內(nèi)外工程中得到運(yùn)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(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益明顯，成果的推廣運(yùn)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]