專利名稱：：一種鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物腐蝕和防護
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極。
背景技術(shù)：
：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一是其內(nèi)部加強鋼筋的腐蝕。在通常情況下，混凝土是一種高堿性環(huán)境(pH值約在13左右)，鋼筋在這種環(huán)境下表面形成鈍化膜，腐蝕速率非常低。但是在海域等環(huán)境下當(dāng)鋼筋混凝土被cr污染時，如海洋環(huán)境或橋梁結(jié)構(gòu)冬季撒除冰鹽后，cr通過混凝土表面的孔隙逐漸擴散至鋼筋表面，破壞鋼筋表面鈍性，使得鋼筋由鈍態(tài)轉(zhuǎn)為活化態(tài)，發(fā)生腐蝕。陰極保護被認為是防止海洋鋼筋混凝土構(gòu)筑物鋼筋腐蝕的有效方法。陰極保護可以起到兩方面的作用一是對鋼筋提供保護電流抑制鋼筋的電化學(xué)腐蝕；二是抑制C1-離子向鋼筋表面的擴散遷移。參比電極是陰極保護系統(tǒng)的一部分，起到評價保護效果、檢測和監(jiān)測鋼筋腐蝕狀態(tài)等重要作用，為陰極保護系統(tǒng)提供反饋信號，其電位的長期穩(wěn)性能直接影響著系統(tǒng)的可靠性。處于不同電化學(xué)狀態(tài)的鋼筋，其腐蝕電位是不同的，因此通過腐蝕電位監(jiān)測/檢測的方法可以判斷鋼筋的腐蝕狀態(tài)。但是，由于混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋表面覆有電阻率較大的厚混凝土層，給陰極保護的實施和鋼筋電位的測量和監(jiān)控帶來一系列困難。通常用于鋼結(jié)構(gòu)電位檢測的多種參比電極，由于難于緊靠鋼筋，因此檢測過程中有較大IR降的存在，并且由于混凝土介質(zhì)是一種堿性體系，致使至今尚未有適用于該類結(jié)構(gòu)成熟的參比電極。由于混凝土屬于多孔結(jié)構(gòu)，具有一定的滲透性，一般的液相參比電極很難長期工作，所以埋置式參比電極就成為研發(fā)的對象。同時，混凝土結(jié)構(gòu)的電位測量，要求嵌入的參比電極是牢固和"永久"的。為了得到穩(wěn)定的電極電位，必須在混凝土結(jié)構(gòu)的低水分環(huán)境條件下，保持電極界面的水分和增加電極體的吸濕性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，尋求設(shè)計制備一種埋置式參比電極及其結(jié)構(gòu)，即制備適宜在混凝土堿性介質(zhì)環(huán)境中工作的參比電極體材料；采取適合的水分保持在材料中，以保持電極內(nèi)部的水分,增強吸濕性；通過Mo/Mo03電極體材料置于內(nèi)含堿性糊狀電解質(zhì)并外加多孔性陶瓷外殼的形式，埋置于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中對鋼筋電位進行檢測。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包括壓蓋、電纜、電極密封筒、多孔陶瓷外殼、電極體和堿性電解質(zhì)糊；電極的本體材料是Mo/Mo03電極；內(nèi)參比電解質(zhì)糊為糊狀的堿性電解質(zhì)液，并添加適量的吸水性高分子材料；外部殼體為抗壓性多孔陶瓷外殼；T型電極體頂部電連通接有電纜，電纜串過電極頂端的壓蓋可與外對接，電極密封筒下部細段外側(cè)套制有多空陶瓷外殼，陶瓷外殼底部封閉，其內(nèi)空間填滿堿性電解質(zhì)糊，電極整體固制成一體式結(jié)構(gòu)。參比電極的本體材料是根據(jù)電化學(xué)原理，選用高純度鉬金屬棒直接加工制成電極體，經(jīng)表面處理后，在高溫氧化介質(zhì)中制備而成。要求電極金屬的鹽或氧化物在溶液中的溶解度很小，這樣才能保持電極電位的長期穩(wěn)定性，并減少對被測體系污染的可能性；糊狀的堿性電解質(zhì)并添加適量的吸水性高分子材料可以長時期保持穩(wěn)定性，電極材料能夠達到相當(dāng)?shù)偷南南禂?shù)，保證電極處于良好工作狀態(tài)；為了保證埋入的參比電極堅固耐用以及電極體系與外部介質(zhì)的電氣連接，采用抗壓多孔陶瓷外殼，作為微孔滲透膜與混凝土保持緊密結(jié)合，使得電極干涸的可能性減至最小，并通過陶瓷外殼內(nèi)部吸水性材料可以從環(huán)境中吸取水分保持電解質(zhì)的穩(wěn)定。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)勢解決了在鋼筋混凝土腐蝕電位監(jiān)/檢測上的技術(shù)難題，采用Mo/Mo03電極作為鋼筋混凝土陰極保護和腐蝕檢測用的參比電極，適合在混凝土堿性介質(zhì)中埋置應(yīng)用，具有電位穩(wěn)定性好、耐極化性能強、體積小、電極結(jié)構(gòu)緊湊的特點，且易于埋設(shè)和固封。特別是鉬/氧化鉬電極適合在堿性溶液中使用，氯離子含量對其電位穩(wěn)定性影響不大，在0.251.0%不同含量的氯離子的飽和氫氧化鈣介質(zhì)中電位穩(wěn)定性較好；電位漂移不超過20mV;在5uA電流長期極化下電位波動不大于30mV。-圖1為本發(fā)明涉及的參比電極結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本發(fā)明實施例中混凝土構(gòu)件的鋼筋電位一時間曲線圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例進一步描述。本實施例的主體結(jié)構(gòu)包括壓蓋1、電纜2、電極密封筒3、多孔陶瓷外殼4、Mo/Mo03電極體5和堿性電解質(zhì)糊6;由適宜在混凝土介質(zhì)環(huán)境中工作的參比電極體材料、內(nèi)參比電解液和外部殼體三部分構(gòu)成；Mo/Mo03電極體5采用高純度鉬金屬棒直接加工制成，經(jīng)表面打磨，擦拭等處理后，在30(TC65(TC熔融的氧化介質(zhì)中高溫氧化制備而成；將5%10%的電解質(zhì)溶液(含堿性介質(zhì)等)，采用甲基纖維素來糊化，電解質(zhì)浸透在纖維基體中；為保持電位的穩(wěn)定性，須加吸水性材料(高分子材料等)；在這種長時期保持穩(wěn)定性的電解質(zhì)中，電極材料能夠達到相當(dāng)?shù)偷南南禂?shù)；采用抗壓多孔陶瓷外殼4作為微孔滲透膜與混凝土保持緊密結(jié)合，使得電極干涸的可能性減至最小。其中多孔陶瓷外殼的主要技術(shù)指標(biāo)為抗壓強度^30Mpa厚度37rnrn孔徑0.5p3.5n孔隙率25%~40%實施例1:參照ASTMC876-91、NACERP0290-90、RP0390-90、GB7387國87標(biāo)準(zhǔn)，采用模擬混凝土溶液對本發(fā)明實施制備的Mo/Mo03電極進行了電位均勻性、電極電位的長期穩(wěn)定性、抗極化性能試驗。表l.模擬混凝土溶液的配合比<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在不同氯離子濃度的飽和Ca(OH)2溶液中(2.2M、PH=12.5),所測得的MoMo03電極電位平均值見表2。試驗條件為在室溫條件下，在相應(yīng)的溶液中浸泡4個月，電極電位相對于飽和甘汞電極(SCE)。表2Mo/Mo03電極在模擬混凝土溶液中的電位值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>選用海濱環(huán)境中的快速道雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)的Mo/Mo03參比電極。城市地鐵及輕軌系統(tǒng)是以直流電源為動力的運輸系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土，在輕軌系統(tǒng)的實際運行過程中，需要進行雜散電流腐蝕的監(jiān)測與控制，為了判斷雜散電流的控制效果，均需要對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行電位監(jiān)測。在混凝土橋面的電位測量中，要求嵌入的參比電極是牢固的和永久性的。Mo/Mo03電極在橋面上埋置參比電極兩年內(nèi)的結(jié)果表明，這種電極在混凝土中的電位比較穩(wěn)定，而且電極間電位差異很小。Mo/Mo03電極在堿性環(huán)境中或混凝土介質(zhì)中的電位記錄表明是令人滿意的。權(quán)利要求1.一種鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極，主體結(jié)構(gòu)包括壓蓋、電纜、電極密封筒、多孔陶瓷外殼、電極體和堿性電解質(zhì)糊；其特征在于電極的本體材料是Mo/MoO3電極；內(nèi)參比電解質(zhì)糊為糊狀的堿性電解質(zhì)液，并添加適量的吸水性高分子材料；外部殼體為抗壓性多孔陶瓷外殼；T型電極體頂部電連通接有電纜，電纜串過電極頂端的壓蓋與外對接，電極密封筒下部細段外側(cè)套制有多空陶瓷外殼，陶瓷外殼底部封閉，其內(nèi)空間填滿堿性電解質(zhì)糊，電極整體固制成一體式結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極，其特征在于參比電極的本體材料是根據(jù)電化學(xué)原理，選用高純度鉬金屬棒直接加工制成電極體，經(jīng)表面處理后，在高溫氧化介質(zhì)中制備而成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極，其特征在于其高溫氧化在溫度為30(TC65(TC的熔融氧化介質(zhì)中進行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極，其特征在于多孔陶瓷外殼的主要技術(shù)指標(biāo)為抗壓強^30Mpa;厚度37mm;孔徑0.5p3.5(i;孔隙率25%~40%。全文摘要本發(fā)明涉及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物腐蝕和防護
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)/檢測用埋置式參比電極，主體結(jié)構(gòu)包括壓蓋、電纜、電極密封筒、多孔陶瓷外殼、電極體和堿性電解質(zhì)糊；電極的本體材料是Mo/MoO3電極；內(nèi)參比電解質(zhì)糊為糊狀的堿性電解質(zhì)液，并添加適量的吸水性高分子材料；外部殼體為抗壓性多孔陶瓷外殼；T型電極體頂部電連通接有電纜，電纜串過電極頂端的壓蓋可與外對接，電極密封筒下部細段外側(cè)套制有多空陶瓷外殼，陶瓷外殼底部封閉，其內(nèi)空間填滿堿性電解質(zhì)糊，電極整體固制成一體式結(jié)構(gòu)；本發(fā)明適合在混凝土堿性介質(zhì)中埋置應(yīng)用，具有電位穩(wěn)定性好、耐極化性能強、體積小、電極結(jié)構(gòu)緊湊的特點，且易于埋設(shè)和固封。文檔編號G01N27/30GK101226164SQ200810013870公開日2008年7月23日申請日期2008年1月16日優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日發(fā)明者萍姚申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所;青島雙瑞防腐防污工程有限公司