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作用的基樁防腐系統(tǒng)。

背景技術(shù)

樁基礎(chǔ)是我國建設(shè)工程中最常用的基礎(chǔ)形式，每年有數(shù)百萬根樁基礎(chǔ)被沉入各種地基中，其中不少地基土具有腐蝕性。腐蝕嚴(yán)重影響著樁基礎(chǔ)的使用壽命，由于其入土深度大，直徑小，較其他建筑結(jié)構(gòu)受腐蝕性影響會更大，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越受到重視，特別是長線路輸變電工程。一般高壓輸電線路每隔二三百米就要建設(shè)一座輸電塔，輸電塔跨越的地形地貌極其復(fù)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(yù)防、降低基樁的防腐蝕性具有重要的工程意義。基樁的腐蝕主要源于以下三種原因：(1)被混凝土包裹的鋼筋表面會產(chǎn)生鈍化膜，而土壤中的cl-離子、SO₄²離子會破壞這層鈍化膜，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擴(kuò)大，使得混凝土與鋼筋之間的連接發(fā)生松動，從而大大減弱了混凝土對鋼筋的保護(hù)。而在腐蝕性酸根離子中，氯鹽是使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋發(fā)生破壞最主要原因。(2)在潮濕的環(huán)境中，土壤中的硫酸鹽會電離出SO₄²,該離子會與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，對混凝土產(chǎn)生腐蝕作用。(3)空氣中的CO2進(jìn)入土壤中，部分會溶于土壤中的水而產(chǎn)生碳酸，這種弱酸也會對混凝土有一定的腐蝕作用?；谏鲜鲈蚩芍裼诘叵碌匿摻罨炷粱鶚兜姆栏饕槍@些酸根離子而采取措施。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)基樁的防腐施工技術(shù)主要有以下幾類：(1)刷涂料法，具體就是在樁的外表面涂刷一層保護(hù)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。此種方法施工簡單、成本低，但僅能用于預(yù)制樁防腐；由于需要先在預(yù)制樁上涂刷保護(hù)涂料，再進(jìn)行沉樁，沉樁過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(fù)雜，施工過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(jù)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(hù)技術(shù)。具體做法是把樁體內(nèi)的鋼筋作為陰極，硅鐵材料作為陽極固定在混凝土構(gòu)造物的表面，其上覆蓋一層導(dǎo)電瀝青或?qū)щ娀炷粒瑢⒅绷麟娫吹呢?fù)極與陰極相連，正極與陽極相連從而形成“腐蝕電池”回路。電化學(xué)防腐方法原理簡單，較為實用，不足在于電化學(xué)防腐法是使內(nèi)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(hù)樁體內(nèi)的鋼筋，無法實現(xiàn)混凝土防腐；且不便于施工，尤其是導(dǎo)電瀝青和導(dǎo)電混凝土的涂刷較復(fù)雜，難以實現(xiàn)全面有效的防腐性能。

基于現(xiàn)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(shè)計出新的防腐措施，將會給建筑工程帶來新的發(fā)展方向和經(jīng)濟(jì)前景。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于電場作用的基樁防腐系統(tǒng)，通過對基樁施以外加電壓，在基樁周圍一定范圍內(nèi)形成電場，利用帶電離子受電場力作用發(fā)生移動，促使土壤中對基樁有腐蝕作用的帶負(fù)電的離子遠(yuǎn)離樁體，從根本上實現(xiàn)基樁整體防腐的目的。

技術(shù)負(fù)責(zé)人： 張豫川 土木工程與力學(xué)學(xué)院