長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極的製作方法

2023-05-13 12:25:41

專利名稱：長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼筋混凝土結構物腐蝕和防護技術領域，特別是一種鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極。
背景技術：
目前，應用在混凝土領域的參比電極主要有銀/氯化銀參比電極、二氧化錳參比電極和硫酸銅參比電極。硫酸銅參比電極通常作為可攜式或暫時性測量使用，因為這種金屬/金屬鹽溶液類的電極，需要足夠的水分來保證金屬鹽溶液，即內參比電解質的穩定。所以，電極的隔膜材料既要控制硫酸銅向電極外部滲透，又要保證控制水分的遷移。因此，這種電極在混凝土中的設計壽命不會超過10年。目前在商業領域使用較成功的是金屬/金屬難溶鹽類參比電極。比如銀/氯化銀參比電極、二氧化錳參比電極和Mo/Mo03電極。對於銀/氯化銀參比電極，中國專利CN200710144314.9，提供了一種混凝土中鋼筋鏽蝕監測用全固態參比電極及其製備方法。該參比電極採用Ag/AgCl/KClsat體系，從參比電極的軸心向外依次為純度為99.99%的Ag、AgCl層、三組分多孔層以及水泥漿層構成。本發明充分考慮混凝土中鋼筋鏽蝕監測所需參比電極長壽命、電位穩定等特殊性，採用廉價的Ag/AgCl/KClsat體系製備出一種新型全固態長壽命參比電極(ASSRE)，採用三組分多孔結構克服了普通液態參比電極壽命短、強度低的缺點。但是，海洋工程中的混凝土，全壽期內氯離子濃度通常變化較大，因此由於氯離子濃度的變化極大地影響了 Ag/AgCl電極電位的穩定性。中國專利200810013870.7，電極的本體材料是Mo/Mo03電極。主體結構包括壓蓋、電纜、電極密封筒、多孔陶瓷外殼、電極體和鹼性電解質糊；內參比電解質糊為糊狀的鹼性電解質液，並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,陶瓷外殼底部封閉，電極整體固製成一體式結構。中國專利200710016441.0涉及一種應用於混凝土中的二氧化錳參比電極，主體結構包括密封膠帶、混凝土半透膜、耐鹼綿紙、錳環、集流體鋼筒和導線。這類電極的好處是金屬/金屬難溶鹽是較穩定的電極對，不需要太多的水分參與組建電極對。因此，只需要少量的水分保證電化學測量的穩定性。通常，需要製成糊狀的內參比電解質即可。為了保證長期電化學測量的穩定性，避免水分乾涸，在鹼性內參比電解質中還添加了吸水劑。但這類電極在實際製備過程中，金屬難溶鹽容易產生多種價態和晶型。因此，不同批次製備的電極電位重現性不太高，使用前需要嚴格的校驗過程。
發明內容為克服現有技術的缺陷，本實用新型提供一種長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極。本實用新型的技術方案是:一種長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極，包括電極本體，其特徵在於:在所述的電極本體的外圍包裹有水泥砂漿填料，電極護套設置在水泥砂漿填料的外圍，其兩端均設置有開口，電纜的一端與設置在水泥砂漿填料內的電極本體相連接，另一端穿出所述的電極護套至外部。所述的電極本體由鈦基材及其設置在鈦基材表面的貴金屬氧化物塗層組成。所述貴金屬氧化物塗層採用Ir02+Ta205混合氧化物。本實用新型的優點是:適合在混凝土鹼性介質中埋置應用，減小了與混凝土介質之間的液接電位，同時水泥砂漿包裹物中添加吸水材料和高鹼性材料,保證了 Ti/MMO電極材料環境介質的穩定性，為長期穩定地測量電位提供了保證，具有電位穩定性好、耐極化性能強、易於埋設和固封；突出特點是壽命長，設計壽命為混凝土同壽期。

圖1是本實用新型的主體結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，一種長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極，包括電極本體1，在所述的電極本體I的外圍包裹有水泥砂漿填料2，電極護套3設置在水泥砂漿填料2的外圍，其兩端均設置有開口，電纜4的一端與設置在水泥砂漿填料2內的電極本體I相連接，另一端穿出所述的電極護套3至外部。所述的電極本體I由鈦基材及其設置在鈦基材表面的貴金屬氧化物塗層(簡稱Ti/MMO)組成，鈦基材採用ASTM B265 一級鈦材，可採用網帶狀或絲狀材質，所述貴金屬氧化物塗層採用Ir02+Ta205混合氧化物。所述水泥砂漿填料2給電極本體提供了一個長期穩定的鹼性介質環境，這有利於電極電位的穩定，主要由矽酸鹽水泥、添加劑、砂子、水組成，其中添加劑為溴化鋰、硝酸鋰和膨潤土的一種或幾種按照任意比例組成的混合物，水泥砂漿中水泥、砂子、水的質量配比範圍為1:(1.5 3.0):(0.2 0.8)，三者共佔總質量的90 95%，摻加添加劑共佔總質量的5 10%。將本實用新型浸泡在混凝土模擬孔隙液，即飽和Ca(OH)2中，相對飽和甘汞電極的平均電極電位為+50±20 mV,由於採用水泥砂漿填料包裹電極本體，因此將減小參比電極與混凝土界面的液接電位。
權利要求1.一種長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極，包括電極本體，其特徵在於:在所述的電極本體的外圍包裹有水泥砂漿填料，電極護套設置在水泥砂漿填料的外圍，其兩端均設置有開口，電纜的一端與設置在水泥砂漿填料內的電極本體相連接，另一端穿出所述的電極護套至外部。
2.根據權利要求1所述的長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極，其特徵在於:所述的電極本體由鈦基材及其設置在鈦基材表面的貴金屬氧化物塗層組成。
專利摘要本實用新型涉及一種長壽命鋼筋混凝土腐蝕監/檢測用埋置式參比電極，包括電極本體，其特徵在於在所述的電極本體的外圍包裹有水泥砂漿填料，電極護套設置在水泥砂漿填料的外圍，其兩端均設置有開口，電纜的一端與設置在水泥砂漿填料內的電極本體相連接，另一端穿出所述的電極護套至外部。本實用新型所述長效參比電極可預埋於預應力鋼筋混凝土(PCCP)管和大型鋼筋混凝土結構物。預期使用壽命可達50年以上，設計壽命長於銀/氯化銀參比電極和二氧化錳參比電極，一般為鋼筋混凝土同壽命周期。
文檔編號G01N17/02GK202939152SQ201220443359
公開日2013年5月15日 申請日期2012年9月3日 優先權日2012年9月3日
發明者趙永韜, 周文娟 申請人:青島雙瑞海洋環境工程股份有限公司