本發(fā)明專利技術(shù)屬于腐蝕與防護(hù)的陰極保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于混凝土中防止金屬類材料腐蝕的二氧化錳參比電極，主體結(jié)構(gòu)包括密封膠帶、混凝土半透膜、耐堿綿紙、錳環(huán)、集流體鋼筒和導(dǎo)線，導(dǎo)線焊接在集流體鋼筒一端，將二個(gè)錳環(huán)分別推入集流體鋼筒內(nèi)，用耐堿棉紙纏住混凝土半透膜前端并輕推入集流體鋼筒內(nèi)，耐堿棉紙與二個(gè)錳環(huán)接觸，用密封膠帶將參比電極主體結(jié)構(gòu)密封并使混凝土半透膜一端與外界接觸，形成一體式結(jié)構(gòu)的二氧化錳參比電極，參比電極的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可承受較大得外部壓力等；半透膜材料使得與混凝土接觸的部位和混凝土的熱障冷縮系數(shù)相似，不會(huì)因此導(dǎo)類似陶瓷等與混凝土間結(jié)合松動(dòng)的情況，使得電極的電位在長期性能上穩(wěn)定的多。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于腐蝕與防護(hù)的陰極保護(hù)
，具體涉及一種應(yīng)用 于混凝土中防止金屬類材料腐蝕的二氧化錳參比電極。
技術(shù)介紹
鋼筋混凝土在世界各國的基礎(chǔ)設(shè)施中都占有相當(dāng)大的比例,如鋼 筋混凝土碼頭、樁基、橋梁、水工閘門、預(yù)應(yīng)力混凝土管線、高速公 路等。這些設(shè)施的使用狀態(tài)直接關(guān)系到安全生產(chǎn)和國家的投資效益， 因此保證這些設(shè)施處于安全使用狀態(tài)和延長其有效使用壽命是必需 的。但是鋼筋腐蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)的過早破壞，已成為全世界普遍關(guān) 注并日益突出的一大災(zāi)害。所以監(jiān)測和評(píng)價(jià)混凝土中鋼筋的腐蝕狀態(tài) 成為必要，電位法和各種無損電化學(xué)檢測法因其快速簡便等特點(diǎn)而具 有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢和發(fā)展?jié)摿?，而這些數(shù)據(jù)的可靠性直接與參比電極相關(guān) 聯(lián)。目前國內(nèi)應(yīng)用的各種參比電極在混凝土中使用都出現(xiàn)了很多問 題。季明棠等專利技術(shù)的"適用于鋼筋混凝土的參比電極"專禾!J , 其申請?zhí)?4240436.X，是目前國內(nèi)外少有的關(guān)于混凝土中 參比電極的專利。該專利涉及的電極構(gòu)成為表面涂敷有氯化銀 的螺旋型銀絲，密封材料和與銀絲連接的電纜，含有0.4 1%的氯離 子的水泥涂層。該電極相對(duì)于其它電極的特點(diǎn)為，可以埋置在混凝土 中，消除IR降，可測量海水中混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的電位，電位穩(wěn)定 性好。但這類電極普遍存在著制備工藝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)欠合理，成本偏高， 耐干燥性差，溫度系數(shù)欠穩(wěn)定等突出缺點(diǎn)。在混凝土中，不論半透膜的抗?jié)B性多好，最終環(huán)境中的溶液還是 會(huì)向電極內(nèi)部滲透，由于氯化銀電極的氯化銀在堿性變化條件下，不 穩(wěn)定，很容易生成Ag20，這樣就導(dǎo)致了電極電位的不可預(yù)測性；硫 酸銅參比電極也存在這相應(yīng)的問題， 一旦環(huán)境溶液反滲，則會(huì)生成Cu(OH)2。混凝土的使用環(huán)境大多都及其干燥， 一般的電極都存在電 解液外滲的情況，導(dǎo)致電極不可用，而這兩種電極的耐干燥性能很差。 另一方面，由于混凝土本身需要經(jīng)常的經(jīng)歷干濕交替，熱脹冷縮，導(dǎo) 致埋置的參比電極半透膜很容易與混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂痕。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，研制一種在強(qiáng)堿 性溶液中電極物質(zhì)穩(wěn)定，且耐干燥的二氧化錳參比電極，適合作為混 凝土中埋置式參比電極。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)涉及的用于混凝土中鋼筋腐蝕監(jiān)測用 的二氧化錳參比電極，其主體結(jié)構(gòu)包括密封膠帶、混凝土半透膜、耐 堿綿紙、錳環(huán)、集流體鋼筒和導(dǎo)線，導(dǎo)線焊接在集流體鋼筒一端，將 二個(gè)錳環(huán)分別推入集流體鋼筒內(nèi)，用耐堿棉紙纏住混凝土半透膜前端 并輕推入集流體鋼筒內(nèi)，耐堿棉紙與二個(gè)錳環(huán)接觸，用密封膠帶將參 比電極主體結(jié)構(gòu)密封并使混凝土半透膜一端與外界接觸，形成一體式 結(jié)構(gòu)的二氧化錳參比電極。具體制作過程及工藝如下先選用(3或Y鈦形二氧化錳粉末，粒度為300 400目之間，經(jīng) 過表面除水處理，處理溫度120°C，處理時(shí)間30分鐘，得二氧化錳 基料；按下列重量百分比分別選取物料，取除水處理后的二氧化錳粉末 70 80%;蒙托石15 25%; 1 9mol/L濃度的KOH溶液1.5%;乙 炔黑粉末2 8%;聚四氟乙烯乳液1%;利用機(jī)械方法充分混合，或 采用研缽研磨30 60分鐘，得混合粉末基料；利用油壓機(jī)，將混合 粉末基料在鋼模具中壓縮成基體結(jié)構(gòu)的電極；選取開口形筒式結(jié)構(gòu)的不銹鋼筒作為集流體鋼筒，內(nèi)徑16mm， 厚lmm，長48mm， 一端封閉，封閉端外部用焊錫連接銅導(dǎo)線，另一 端開口，鋼筒內(nèi)表面經(jīng)過鍍鎳處理；將二個(gè)壓制成形的二氧化錳錳環(huán) 推入鋼筒內(nèi)，輕壓，使錳環(huán)與鋼筒良好接觸；在后一個(gè)錳環(huán)上壓入一 個(gè)塑料薄片待用；將巻制成形的耐堿棉紙浸入9mol/L的KOH溶液中20 40分鐘, 取出晾干，將其襯在錳環(huán)內(nèi)表面；將水泥粉與水按7: 3的重量比例混合，澆入表面涂有機(jī)油的不 銹鋼模具中，用鈍頭棍搗實(shí)后放置7天，制成成型的半透膜形狀，將 半透膜插入鋼筒內(nèi)的二個(gè)錳環(huán)中；最后用密封膠帶將除半透膜外的其余部分進(jìn)行密封，制成二氧化 錳參比電極。本專利技術(shù)通過采用纖維混凝土作為半透膜材料和采用不銹鋼筒作 為結(jié)構(gòu)材料，使參比電極的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可承受較大得外部壓力等；通 過采用纖維混凝土作為半透膜材料，使得與混凝土接觸的部位和混凝 土的熱障冷縮系數(shù)相似，不會(huì)因此導(dǎo)類似陶瓷等與混凝土間結(jié)合松動(dòng) 的情況；通過采用二氧化錳作為電極，使得電極的電位在長期性能上 穩(wěn)定的多。 附圖說明圖1為本專利技術(shù)的二氧化錳參比電極基體結(jié)構(gòu)原理示意圖。 具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的主體結(jié)構(gòu)包括密封膠帶1、混凝土半透膜2、耐堿棉紙 3、錳環(huán)4和5、集流體鋼筒6和導(dǎo)線7，導(dǎo)線7焊接在集流體鋼筒6 一端，將二個(gè)錳環(huán)4和5分別推入集流體鋼筒6內(nèi)，用耐堿棉紙3纏 住混凝土半透膜2前端并輕推入集流體鋼筒3內(nèi)，耐堿棉紙3與二個(gè) 錳環(huán)4和5接觸，用密封膠帶1將參比電極主體結(jié)構(gòu)密封并使混凝土 半透膜2 —端與外界接觸，形成一體式結(jié)構(gòu)的二氧化錳參比電極。實(shí)施例1:選用P鈦二氧化錳粉末，粒度在300 400目之間，經(jīng)過表面除 水處理，處理溫度120°C，處理時(shí)間30分鐘；按重量百分比分別取 處理后的二氧化錳粉末70。％;蒙托石20%; lmol/L濃度的KOH溶 液1.5%; 7.5%的乙炔黑粉末和1%的聚四氟乙烯乳液，利用機(jī)械方 法充分混合，并研磨60分鐘，利用油壓機(jī)，將上述混合粉末在工具 鋼模具中壓縮并按制作工藝過程進(jìn)行裝配，得到二氧化錳參比電極， 其電位穩(wěn)定在68士5mV。實(shí)施例2:選用Y鈦二氧化錳粉末，粒度在300 400目之間，經(jīng)過表面除 水處理，處理溫度12(TC，處理時(shí)間30分鐘；按重量百分比分別取 處理后的二氧化錳粉末80。％;蒙托石15%; 9mol/L濃度的KOH溶 液1.5%; 2.5%的乙炔黑粉末和1%的聚四氟乙烯乳液，利用機(jī)械方 法充分混合，并研磨60分鐘，利用油壓機(jī)，將上述混合粉末在工具 鋼模具中壓縮并按制作工藝過程進(jìn)行裝配，得到二氧化錳參比電極， 其電位穩(wěn)定在68士5mV。權(quán)利要求1.一種二氧化錳參比電極，主體結(jié)構(gòu)包括密封膠帶、混凝土半透膜、耐堿綿紙、錳環(huán)、集流體鋼筒和導(dǎo)線，其特征在于導(dǎo)線焊接在集流體鋼筒一端，將二個(gè)錳環(huán)分別推入集流體鋼筒內(nèi)，用耐堿棉紙纏住混凝土半透膜前端并輕推入集流體鋼筒內(nèi)，耐堿棉紙與二個(gè)錳環(huán)接觸，用密封膠帶將參比電極主體結(jié)構(gòu)密封并使混凝土半透膜一端與外界接觸，形成一體式結(jié)構(gòu)的二氧化錳參比電極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化錳參比電極，其特征在于制作過 程為先選用(3或Y鈦形二氧化錳粉末，經(jīng)表面除水處理得二氧化錳基料；按下列重量百分比分別選取物料，取除水處理后的二氧化錳粉 末70 80%;蒙托石15 25%; 1 9mol/L的KOH溶液1.5%;乙 炔黑粉末2 8%;聚四氟乙烯乳液1%;充分混合，或采用研缽研磨 得混合粉末基料；將混合粉末基料在鋼模具中壓縮成基體結(jié)構(gòu)的電 極；選取開口形筒式結(jié)構(gòu)的不銹鋼筒作為集流體鋼筒， 一端封閉，封 閉端外部用焊錫連接銅導(dǎo)線，另一端開口，鋼筒內(nèi)表面經(jīng)過鍍鎳處理； 將二個(gè)壓制成形的二氧化錳錳環(huán)推入鋼筒內(nèi)，輕壓，使錳環(huán)與鋼筒良 好接觸；在后一個(gè)錳環(huán)上壓入一個(gè)塑料薄片待用；將巻制成形的耐堿 棉紙浸入9mol/L的KOH溶液中20~40分鐘，取出晾干，將其襯在錳 環(huán)內(nèi)表面；將水泥粉與水按7: 3的重量比例混合，澆入表面涂有機(jī) 油的不銹鋼模具中，用本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種二氧化錳參比電極，主體結(jié)構(gòu)包括密封膠帶、混凝土半透膜、耐堿綿紙、錳環(huán)、集流體鋼筒和導(dǎo)線，其特征在于導(dǎo)線焊接在集流體鋼筒一端，將二個(gè)錳環(huán)分別推入集流體鋼筒內(nèi)，用耐堿棉紙纏住混凝土半透膜前端并輕推入集流體鋼筒內(nèi)，耐堿棉紙與二個(gè)錳環(huán)接觸，用密封膠帶將參比電極主體結(jié)構(gòu)密封并使混凝土半透膜一端與外界接觸，形成一體式結(jié)構(gòu)的二氧化錳參比電極。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳建華，黃國勝，
申請(專利權(quán))人：中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：95[中國|青島]
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