专利名称：用于阴极保护的连接器及其使用方法
发明的领域本发明涉及使用一个牺牲阳极的钢筋混凝土中的钢筋的阴极保护，更加具体地说，本发明涉及用于连接牺牲阳极到期望保护的钢筋的一种电连接器，并且涉及安装这种阳极的方法。
发明的背景牺牲阳极是众所周知的。实际上，牺牲阳极是由金属制成，这个金属的牺牲阳极具有比要保护的钢筋更负的电极电位，因此，它比钢筋优先地受到腐蚀。在欧洲专利No0707667和美国专利No5292411中描述了牺牲阳极。
本发明要解决的问题牺牲阳极为了完成它的目的，需要电连接到要保护的钢筋上。从前，使用金属导体来达到这项目的。按先前的方法，先要钻一个孔，在孔内插入一个自攻丝螺钉，这样就可以把这些金属导体(如金属线)固定到钢筋上。另外一些方法涉及到使用夹具将金属线固定到要保护的金属上去。
这些方法的问题是钻孔和使用夹具耗费时间，并且总是存在夹具错位的危险。
本发明对于这些问题提供出一个解决方案，即使用一种有延性的细长连接器，通过围绕加强件缠绕这种连接器将连接器连接到钢加强件上。
发明的概述按照本发明，提供一种用于钢筋混凝土内钢筋的阴极保护的组件，所说组件包括(1)金属阳极，具有比钢筋更负的电极电位，并且与钢筋电接触(2)细长的电连接器，由有延性的金属制成，能够围绕要保护的钢加强件缠绕。
发明的有益效果和从前的涉及使用自攻丝螺钉的方法相比，连接器的装配时间较少，并且比夹具更加可靠。
附图简述
图1是本发明的一个实施例的透视图，其中的两个金属线扭曲在一起；图2是比图1的绘图比例小的一个透视图，其中围绕连接器的金属线已经浇铸了阳极；和图3是另一个实施例的透视图，它的绘图比例和图2相同，其中的阳极已被浇铸的砂浆包围。
发明的详细描述除了可以使用铝、镉、或镁以外，阳极最好是锌。涉及的这些金属包括含这些金属的合金。
最好，通过使阳极成为块的形式来提供连接器和阳极之间的电接触，其中围绕细长连接器的一部分长度已经浇铸成(所谓的浇铸，意指使液态金属固化成块)所说的块。按另一种方式，通过让细长连接器缠绕在阳极周围，或者通过将连接器焊接到或按类似方式固定到阳极上，都可提供电接触。
细长连接器按传统方式是金属线的形式，当然，还可以使用其它的细长形式。金属线按常规方式可以是钢，最好是低碳钢。
优选地，金属线和钢筋一样惰性，或者比钢筋更惰性。
连接器可以包括多根在其一部分长度上扭曲在一起的金属线，阳极可以围绕扭曲的部分浇铸成。所说的术语扭曲的，我们意指包括折叠、或弯曲、或卷曲。扭曲部分的目的是增加金属线与浇铸的阳极形成界面的表面积，借此可改善电接触。金属线可以在它们的两端之间的中间的部位(例如，靠近它们的长度的中点)扭曲在一起，从而使金属线和长度可以在浇铸的阳极的两侧延伸。
专利申请No WO94/29496(欧洲专利申请No0707667)描述了一种阴极保护方法，其中，为了维持在持续不断的时期的阴极保护，阳极被包含高pH的电解质的材料包围。为了避免阳极钝化，建议在锌阳极的情况下的pH至少约为14。
在此专利中描述的适宜材料是水泥砂浆，水泥砂浆可以围绕阳极进行浇铸以形成一个单元。砂浆是水泥砂浆，这并不重要，但这种水泥砂浆是更容易得到的。可以从本身具有高碱含量的水泥制备砂浆，或者将附加的碱添加到砂浆中，例如，氢氧化钠或氢氧化锂，后者是优选的。
本发明的阳极和连接器组件可以有多孔材料，例如围绕阳极浇铸的水泥砂浆。所谓的浇铸，意指从液体的或半液体的砂浆形成一种固体块。这种浇铸最好在模具中进行。多孔材料是最好包含如欧洲专利申请No0707667中描述的高pH值的电解质的多孔材料，即，这种多孔材料包含一种电解质溶液，这种电解质溶液的pH值足够地高，因而当将阳极和钢加强件电连接时，能够维持阳极的腐蚀，避免在阳极上形成钝化膜。在水泥砂浆的情况下，电解质溶液是孔隙溶液。
砂浆的碱含量最好等效于至少1％氢氧化锂，所说的百分数是基于用来制造砂浆的成分的干重计算的。氢氧化钠的等效量是2％(重量)。按常规，氢氧化锂的数量大于2％，或氢氧化钠的等效量为4％。
氢氧化锂是优选的碱，因为锂离子在混凝土中可以提供抗碱性硅石(或碱聚集体)反应的保护。但还可以使用碱的混合物，如氢氧化锂和氢氧化钠的混合物。
阳极、多孔材料(如砂浆)、和浇铸，还可以如欧洲专利申请No0707667中描述的那样。
按本发明的另一个方面，提供一种安装牺牲阳极以保护钢筋混凝土中的加强件的方法，该方法包如下的步骤(a)和(b)，顺序不限(a)在细长连接器和阳极之间进行电连接，和(b)围绕钢加强件缠绕细长连接器，实现与钢加强件的电接触。
步骤(a)可以包括围绕细长连接器长度的一部分浇铸阳极。
在步骤(b)之前或之后，可以进行另一个步骤(c)，该步骤(c)包括围绕阳极浇铸包含电解质溶液的多孔材料，电解质溶液的pH值足够地高，以便能够产生阳极的腐蚀，并避免形成钝化膜。
在电解质溶液的pH值按期望至少约为14的情况下，阳极优选的是锌。当阳极是另外的金属如铝时，pH值可能较低，例如至少为13.3或13.5。
pH值可以通过测量羟基离子浓度并且利用下述方程确定pH＝14+log(OH-) (按照Sorensen)本发明可应用到新的钢筋混凝土结构，其中的阳极组件借助于连接器和围绕阳极浇铸的高pH值的多孔材料例如砂浆连接到加强件。
本发明还可以应用到已有的混凝土结构的保护，按此方法，在混凝土中钻一个孔，并且(1)将阳极插入孔中，(2)将连接器连接到加强件上，和(3)围绕阳极浇铸高pH值材料。步骤(1)、(2)、(3)的顺序不限。
现在参照附图1，金属线是一种16SWG(标准线号)低碳钢线，将两条这样的线在其标号6处的长度部分扭曲在一起。扭曲部分6的长度一般从约38-42mm。从扭曲部分6伸出4条分支线2、4、8、10。分支线2、4、8、10的长度一般从约148-152mm，每条分支线的端部形成环12、13、14、15。每条分支线都绕加强件缠绕。通常，绕加强件缠绕完整的1圈或两圈就足以产生满意的电接触。环的直径一般从9-11mm。这些环的作用是便于使用封闭土豆之类的纸袋的这种类型的工具。一种合适的工具是弹簧加载的棘轮扭曲机，称之为Stanley捆扎机，可以从Direct Wire Ties Limited得到。借助于工具，将已经围绕钢筋混凝土中钢加强件(未示出)缠绕的分支线扭结在一起。这样作的效果是将线紧固到加强件的周围。
在图2中，围绕扭曲的线浇铸大约40mm直径和大约7mm厚的圆柱形锌块20。在这个图中，为了表示金属线，省去了圆柱形锌块20的中央部分。块20的上和下边缘已经倒角，以防止破裂。
首先在线的长度的中间部分附近将线扭曲在一起，然后将这个扭曲的部分放在一个陶瓷浇铸模具中，从而制成图2所示的组件。然后，将熔融的锌倒入模具中。产品固化后，将其从模具中取出。分支线2、4、8、10在阳极的两侧延伸，并且如果期望，可使阳极连接到数目大于1的加强件上。
在图3中，在图2所示的锌的周围已经浇铸了砂浆块24，围绕锌的整个厚度为10mm。
图3中所示的组件是通过在预先形成真空的塑料模具中定位图2所示的的组件从而将锌定位在模具的中央而制成的。通过混合卜特兰(Portland)水泥粉末(按重量计，基于水泥粉末的重量，含2％附加的氢氧化锂，)与水并将其倒入模具中，制备出包含pH值大于14的孔隙溶液的高pH值水泥砂浆。将其硬化4个小时，然后从模具中取出，得到图3所示的产品。
权利要求
1.一种用于钢筋混凝土内钢筋加强件的阴极保护的组件，所说组件包括(1)金属阳极，它具有比钢筋更负的电极电位，并且与钢筋电接触(2)细长的电连接器，它由有延性的金属制成，能够围绕要保护的钢加强件缠绕。
2.权利要求1的组件，其特征在于细长连接器是金属线的形式。
3.权利要求1的组件，其特征在于阳极是围绕细长连接器的长度的一部分浇铸的块状形式。
4.权利要求3的组件，其特征在于细长连接器包括多条在其一部分长度上扭曲在一起的金属线，围绕这个扭曲部分浇铸阳极。
5.权利要求4的组件，其特征在于金属线在它们的两端的中间部分的位置扭曲在一起，以使金属线可以沿浇铸的阳极的两侧延伸。
6.权利要求1的组件，其特征在于阳极封闭在围绕阳极浇铸的多孔材料中，多孔材料包含一种电解质溶液，该电解质溶液的pH值足够高，以致于当阳极电连接到加强件上时，可以发生阳极的腐蚀，并可防止在阳极上形成钝化膜。
7.权利要求6的组件，其特征在于阳极由锌制成，多孔材料是包含pH值至少约为14的电解质溶液的水泥砂浆。
8.权利要求1的组件，其特征在于通过围绕加强件缠绕细长连接器，将组件连接到加强件上。
9.一种制造用于钢筋混凝土内钢筋加强件的阴极保护的组件的方法，所说组件包括金属阳极，该阳极具有比钢筋更负的电极电位，并且与细长的电连接器电接触，该电连接器由有延性的金属制成，并能够围绕要保护的钢加强件缠绕，所说方法包括在模具内以液态金属浇铸阳极，从而围绕细长电连接器的部分长度形成金属块。
10.权利要求9的方法，它进一步包括如下步骤从一种液态或半液态混合物围绕多孔材料的阳极形成固体块，所说的多孔材料包含一种电解质溶液，该电解质溶液的pH值足够高，以致于当连接到钢加强件上时，可以产生阳极腐蚀，并且可以防止形成钝化膜。
11.一种安装牺牲阳极以保护钢筋混凝土中的钢加强件的方法，该方法包如下的步骤(a)和(b)，顺序不限(a)在细长连接器和牺牲阳极之间进行电连接，细长连接器由能够围绕加强件缠绕的有延性的金属制成，和(b)围绕钢加强件缠绕细长连接器，实现细长连接器和钢加强件之间的电接触。
12.权利要求11的方法，其特征在于步骤(a)可以包括；在模具中以液态金属围绕细长连接器长度的一部分浇铸阳极，从而形成一个金属块。
13.权利要求12的方法，其特征在于在步骤(b)之前或之后，可以进行另一个步骤(c)围绕阳极浇铸包含一种电解质溶液的多孔材料，该电解质溶液的pH值足够地高，以便能够产生阳极的腐蚀，并避免形成钝化膜。
14.权利要求13的方法，其特征在于阳极是锌，电解质溶液的pH值至少约为14。
15.权利要求11的方法，其特征在于为了紧固加强件周围的金属线，该方法进一步包括使用棘轮扭曲机将柔性的细长连接器的端部扭曲在一起。
全文摘要
一种用于钢筋混凝土内钢筋加强件的阴极保护的组件,所说组件包括:(1)金属阳极,具有比钢筋更负的电极电位,并且与钢筋电接触(2)细长的电连接器,它由有延性的金属制成,能够围绕要保护的钢加强件缠绕。阳极可以是围绕细长连接器的一部分长度浇铸的块的形式,并且,细长连接器最好包括多条在其一部分长度上扭曲在一起的金属线,围绕扭曲的部分浇铸阳极。
文档编号C23F13/20GK1376213SQ9980343
公开日2002年10月23日 申请日期1999年10月28日 优先权日1998年10月29日
发明者N·戴维森, C·戈里尔 申请人:福斯洛克国际有限公司