用于海工结构阴极保护系统的水泥基阳极材料制备与性能

作者：纪学思; 高小建^*; 卜颖

来源：硅酸盐学报, 2023, 1-13.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20230542

• 海工混凝土
• 阴极保护
• 水泥基阳极材料
• 力学性能
• 导电性能
• 抗渗性

外加电场阴极保护(ICCP)是保障海洋环境钢筋混凝土结构耐久性和服役寿命的重要途径，但存在常规金属阳极材料消耗量大等问题，因此提出研制兼具优异力学性能和导电性能的水泥基阳极材料。实验室制备了两种水泥基阳极材料，兼具表面防护和导电阳极功能，分别为内掺碳纤维、碳纳米纤维的高强导电砂浆材料和内嵌碳纤维网格布的导电砂浆材料；分别对两种阳极材料进行了力学性能、电阻率、抗渗性测试，并研究了在ICCP加速电场作用下的性能演变规律。研究结果表明：两种阳极材料均具有优异的力学性能，其抗压、抗弯强度分别最达103.0 MPa与14.6 MPa；导电性能良好，电阻率最低为160 Ω·cm；气体渗透率和毛细吸水速率仅为普通混凝土的1/10，对混凝土结构具有良好的物理防护效果。ICCP加速试验后，两种材料的力学性能、导电性能仅产生轻微劣化现象，其中引入碳纤维网格布的阳极材料性能更加稳定，适用于重点混凝土工程的外加电流阴极保护，也可用于高氯盐环境条件下的混凝土构件电化学除氯，可望替代传统阳极材料。

• 单位
  土木工程学院; 哈尔滨工业大学; 中建西部建设西南有限公司