一種基于電場(chǎng)作用的基樁防腐系統

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基樁防腐技術(shù)，具體指一種基于電場(chǎng)作用的基樁防腐系統。

背景技術(shù)

樁基礎是我國建設工程中最常用的基礎形式，每年有數百萬(wàn)根樁基礎被沉入各種地基中，其中不少地基土具有腐蝕性。腐蝕嚴重影響著(zhù)樁基礎的使用壽命，由于其入土深度大，直徑小，較其他建筑結構受腐蝕性影響會(huì )更大，一旦基樁受到土壤中的cl-、SO₄^2-等酸根離子的侵蝕，很難進(jìn)行維修，且維修成本高昂；因而基樁的抗腐蝕性越來(lái)越受到重視，特別是長(cháng)線(xiàn)路輸變電工程。一般高壓輸電線(xiàn)路每隔二三百米就要建設一座輸電塔，輸電塔跨越的地形地貌極其復雜，一些輸電塔免不了要建在含有cl-、SO₄²等酸根離子的土壤中，研究如何預防、降低基樁的防腐蝕性具有重要的工程意義?；鶚兜母g主要源于以下三種原因：(1)被混凝土包裹的鋼筋表面會(huì )產(chǎn)生鈍化膜，而土壤中的cl-離子、SO₄²離子會(huì )破壞這層鈍化膜，在鋼筋表面生成Fe2O3·nH2O晶體，這種晶體和還未發(fā)生銹蝕的鋼筋在潮濕的環(huán)境中會(huì )形成腐蝕電池，進(jìn)一步加速腐蝕速率；此外，被銹蝕的鋼筋體積會(huì )擴大，使得混凝土與鋼筋之間的連接發(fā)生松動(dòng)，從而大大減弱了混凝土對鋼筋的保護。而在腐蝕性酸根離子中，氯鹽是使鋼筋混凝土結構中的鋼筋發(fā)生破壞最主要原因。(2)在潮濕的環(huán)境中，土壤中的硫酸鹽會(huì )電離出SO₄²,該離子會(huì )與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生酸堿中和反應，對混凝土產(chǎn)生腐蝕作用。(3)空氣中的CO2進(jìn)入土壤中，部分會(huì )溶于土壤中的水而產(chǎn)生碳酸，這種弱酸也會(huì )對混凝土有一定的腐蝕作用?；谏鲜鲈蚩芍?，埋于地下的鋼筋混凝土基樁的防腐主要針對這些酸根離子而采取措施。

隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前關(guān)于混凝土結構基樁的防腐施工技術(shù)主要有以下幾類(lèi)：(1)刷涂料法，具體就是在樁的外表面涂刷一層保護涂料，用以隔斷土壤中對樁有危害的介質(zhì)與樁發(fā)生接觸。此種方法施工簡(jiǎn)單、成本低，但僅能用于預制樁防腐；由于需要先在預制樁上涂刷保護涂料，再進(jìn)行沉樁，沉樁過(guò)程中涂層受到土層的摩擦作用，極有可能發(fā)生破裂，造成防腐層失效。(2)布袋法，采用防腐布袋隔絕樁與腐蝕性土的接觸，但此方法施工工藝比較復雜，施工過(guò)程對布袋有破損的可能，且布袋多為土工合成材料，使用成本較高，且易老化使用壽命短。(3)電化學(xué)防腐法，根據電化學(xué)腐蝕原理，依靠外部電流的流入改變金屬的電位，從而降低金屬腐蝕速率的一種材料保護技術(shù)。具體做法是把樁體內的鋼筋作為陰極，硅鐵材料作為陽(yáng)極固定在混凝土構造物的表面，其上覆蓋一層導電瀝青或導電混凝土，將直流電源的負極與陰極相連，正極與陽(yáng)極相連從而形成“腐蝕電池”回路。電化學(xué)防腐方法原理簡(jiǎn)單，較為實(shí)用，不足在于電化學(xué)防腐法是使內部鋼筋成為腐蝕電池中的陰極，是一種金屬防腐方法，只能保護樁體內的鋼筋，無(wú)法實(shí)現混凝土防腐；且不便于施工，尤其是導電瀝青和導電混凝土的涂刷較復雜，難以實(shí)現全面有效的防腐性能。

基于現有混凝土基樁防腐方法的不足，綜合考慮防腐性能及成本，深入研究并設計出新的防腐措施，將會(huì )給建筑工程帶來(lái)新的發(fā)展方向和經(jīng)濟前景。

發(fā)明內容

針對上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于電場(chǎng)作用的基樁防腐系統，通過(guò)對基樁施以外加電壓，在基樁周?chē)欢ǚ秶鷥刃纬呻妶?chǎng)，利用帶電離子受電場(chǎng)力作用發(fā)生移動(dòng)，促使土壤中對基樁有腐蝕作用的帶負電的離子遠離樁體，從根本上實(shí)現基樁整體防腐的目的。

技術(shù)負責人： 張豫川 土木工程與力學(xué)學(xué)院