阴极保护在核电厂钢筋混凝土结构中的应用

颜永贵，林 斌，周 波，王亚东，卢前勇，秦铁男，林泽泉

(1.大亚湾核电运营管理有限责任公司，深圳 518000；2.苏州热工研究有限公司，苏州 215004)

钢筋锈蚀是钢筋混凝土结构过早失效的主要原因[1]。大量研究表明，钢筋混凝土腐蚀主要由氯离子侵蚀和混凝土碳化引起的pH下降共同作用引起[2-4]。

核电厂多处于沿海地区，受到海洋环境影响，核电厂钢筋混凝土构筑物会过早发生氯盐侵蚀、大气碳化，进而诱发钢筋腐蚀，导致混凝土结构生命周期提前结束[5]。国内某核电厂联合泵站厂房的钢筋混凝土结构由于长期受到海洋潮气影响，部分混凝土构件发生钢筋锈蚀，混凝土保护层开裂现象。对混凝土开裂部分进行了补修，但有些补修处再次发生开裂，以前未出现破损的地方也发生钢筋锈蚀、混凝土保护层开裂的现象。这些问题威胁到核电厂的正常运行，为了保证其有效使用寿命，节省维修和管理费用，对混凝土结构进行了外加电流阴极保护。

1 钢筋混凝土阴极保护原理

混凝土孔隙液中主要含饱和Ca(OH)2，并含有少量NaOH、KOH等，其pH约为13，在该环境中钢筋通常为钝化状态，基本不发生腐蚀。但海洋大气环境中含有氯离子，当氯离子达一定含量时，会破坏钢筋表面钝化膜，使得钢筋失去保护从而发生腐蚀[6]，其氧化还原反应如下：

(1)

(2)

随着氯离子的侵蚀和点蚀的发展，阳极区电位将下降几百毫伏，pH将下降2～3。阴极区电位仍保持在较正的区域，此时阳极区与阴极区形成了较大的电位梯度。……