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GBT28721-2012 大气环境混凝土中钢筋的阴极保护.pdf

阴极保护系统主要由直流电源装置、阳极、监测传感器、监测设备、电缆、接线盒等组成。

直流电源装置应满足下列要求： a）应独立且连续可调。 b）外壳防护等级符合GB4208的规定。 c）应具有电源开关、保险丝或断路器和漏电电流保护装置。 d）主变压器应是符合GB19212.5规定的隔离变压器。 e) 直流输出电压不超过60V。 f 直流电源装置位于人或动物易接近的地方，且没有采取隔离措施时，直流输出电压不应超 24V。 g） 应具有从零到最大额定输出范围内的无级恒压、恒流或恒电位控制功能。 h) 应具有电流通、断功能，以便进行“瞬时断电”电位测量。 1 可配备使用便携式仪器测量下列参数的设备接口： 输出电压； 输出电流： 钢筋/混凝土相对于参比电极的电位； 钢筋/混凝土相对于电位衰减传感器的电位； 电流密度探头或宏电池探头/钢筋的电流。 至少提供一个正极端和一个负极端用于电缆的连接。 k）使用多通道设备时，每一个通道都应有完整的标识。 1) 所有的电测试都应按照CB3220规定的方法进行

阳极可采用活性钛或性能更优的阳极材料。

5. 4. 3. 1 混凝土表面安

6.4.3.1.1活性钛阳极应按照网状或格状形式分布在混凝土表面。 6.4.3.1.2 阳极之间应采用钛导电条采用点焊连接。 6.4.3.1.3 阳极/电缆连接接头应牢固JTS304-2-2019 航运枢纽安全检测与评估技术规范及条文说明，接触电阻小于0.012。 6.4.3.1.4 在瓷注混凝土之前，应使用非金属扣件将阳极固定在混凝土表面或钢筋上，保证阳极和钢 筋之间不短路

6.4.3.2混凝土保护层凹槽中安装

.3.2.1阳极应采用实心或网状的钛 条或钛格 度要求和最大阳极输出电流密度要求。

6. 4. 3. 3建筑物或构筑物中安装

6.4.3.3.1·阳极应按下列方式埋设在建筑物或构筑物中： a）条状、网状、格状或管状的阳极应埋在水泥基修补砂浆中； b) 阳极应与石墨基导电回填料结合使用； c）用于新建构筑物阴极保护时应安装在混凝土结构中，用于旧构筑物时应安装在修补混凝土中 6.4.3.3.2回填料作为阳极系统的一部分时，回填料的工作电流密度和阳极的输出电流密度应符合 设计要求。 6.4.3.3.3 使用石墨回填料时，应将石墨当作阳极来计算阳极/钢筋的最小间距。

6. 5. 1基本要求

6.5.1.1应在未施加阴极保护时电位最负处安装监测传感器，用于评估阴极保护的效果 6.5.1.2可使用参比电极测量钢筋/混凝土电位来判断系统的性能。 6.5.1.3电位衰减电极、电流密度探头、宏电池探头等也可与参比电极配合使用。

6.5.2固定式参比电极

6.5.3便携式参比电极

5.3.1便携式参比电极可直接或通过鲁金毛细管在混凝土表面使用。 5.3.2直接用于混凝土表面的参比电极应有一块可更换的海绵，确保电极与混凝土接触良好 .3.3宜采用双管银/氮化银凝胶电极和二氧化锰电极

6.5. 4 其他传感器

6. 5.4. 1电位衰减探头

闪电位的变化（在电源通利断 常不超过24h。该种探头不适用于测量钢筋/混凝土的绝对电位或超过24h的长期电位衰减。

6.5. 4. 1.2适合永久性安装在混凝土中的电位衰减探头有石墨、活化钛和锌。

6.5.4.2电流密度探头和宏电池探头

6.5.4.2.1电流密度探头和宏电池探头可用于确定钢筋的保护电流密度。 6.5.4.2.2电流密度探头和宏电池探头应由与钢筋成分相同的钢材制造，埋设在混凝土中，也可截取 一段钢筋来制作。 6.5.4.2.3宏电池探头应包裹在高氯离子含量的砂浆圆柱体中。圆柱体中氯化物的含量应至少是建 筑物或构筑物混凝土钢筋位置氯化物含量平均值的5倍。 6.5.4.2.4可通过阴极保护系统通电后宏电池与主筋之间净电流方向是否发生变化来确认活性腐蚀 区域是否受到足够的保护，

5.4.3鲁金探头（电桥）

6.5.4.3.1鲁金探头应含有装在刚性或半刚性绝缘材料中的离子导电介质。 6.5.4.3.2 鲁金探头使用的材料应适合于埋设在混凝土内，并应防止其完全干燥。 6.5.4.3.3可用便携式参比电极通过鲁金探头测量埋在建筑物或构筑物深处的钢筋电位

6. 6. 1数字仪表

6.6.1.1数字仪表应满足以下要求： a）最小分辨率为1mV； b）精度为士1mV或更高； c）输人阻抗不小于10MQ。 6.6.1.2零电阻电流表或其他装置的精度和分辨率应能使电流的测量精度小于被测量值的土1%。

6.6.1.1数字仪表应满足以下要求：

数据记录仪应满足以下要求： 应有多通道输人或多路转接器； b） 应装有识别测试位置、传感器、直流电源系统和阳极区域等功能的软件； c 最小输人阻抗为10MQ； d）测量范围为2000mV时分辨率至少为1mV； e 精确度为士5mV或更高； 应能够在电源断电的0.1s～0.5s内采集到钢筋/混凝土电位； 便携式数据记录仪应能够在户外和现场环境下使用； h） 固定式数据记录仪应按照6.3和6.5的要求，将其放置在适合于现场环境和气候条件的盒子 里，按照6.8的要求与传感器、直流电源装置等连接，应具备与网络的连接的功能，

数据记录仪应满足以下要求： 应有多通道输入或多路转接器； 应装有识别测试位置、传感器、直流电源系统和阳极区域等功能的软件； 最小输人阻抗为10MQ； d）测量范围为2000mV时分辨率至少为1mV； 精确度为士5mV或更高； 应能够在电源断电的0.1s～0.5s内采集到钢筋/混凝土电位； 便携式数据记录仪应能够在户外和现场环境下使用； 固定式数据记录仪应按照6.3和6.5的要求，将其放置在适合于现场环境和气候条件的盒子 里，按照6.8的要求与传感器、直流电源装置等连接，应具备与网络的连接的功能。

6.7.1数据管理系统应能对校对、整理和评估阴极保护效果的数据和文件进行处理

6.7.1数据管理系统应能对校对、整理和评估阴极保护效果的数据和文件进行处理。 6.7.2处理内容应至少包括下列信息：

6.8.1电缆编码标识

6. 8. 1.1单芯电缆

单芯电缆宜根据其功能以相应颜色编码： a) 阳极电缆为红色； b） 阴极电缆为黑色； 测量接地电缆为灰色，但测量电缆与阴极电缆规格不同时，可为黑色； d 参比电极电缆为绿色； e）其他监测传感器电缆为黄色

6.8.1.2多芯电缆

多芯电缆宜通过颜色或数字标识。

6.8.2电流、电压和温度

电缆电流、电压和温度应满足下列要求： a）在温度增加范围内能够承受大于设计电流的25%的电流； b 电流达到设计最大电流的125%时，电压降应满足直流电源装置的电压输出和阳极/阴极电压 的要求，且电流分布均匀； c）温度范围应符合GB/T12706的规定

电缆电流、电压和温度应满足下列要求： a）在温度增加范围内能够承受大于设计电流的25%的电流； b 电流达到设计最大电流的125%时，电压降应满足直流电源装置的电压输出和阳极/阴极电压 的要求，且电流分布均匀； c）温度范围应符合GB/T12706的规定

6.8.3尺寸、绝缘和环境适用性

6.8.3.1埋设在混凝土内或穿管和线槽的多芯电缆的最小芯线截面尺寸应满足以下要求： a 阳极和阴极电缆为1.0mm； b） 监测电缆为0.5mm； c 数据网络电缆应满足网络要求。 6.8.3.2单芯电缆最小芯线截面尺寸为2.5mm。 6.8.3.3应按照设计功能和安装要求选择电缆。所选用的各种电缆应至少包有7股线，其绝缘和 护层应满足GB/T12706的要求。 6.8.3.4与阳极连接的电缆应适应pH值为2以下的酸性环境，安装在混凝土内的电缆应适合pH 为13以上的碱性环境

6.8.3.T a 阳极和阴极电缆为1.0mm； b） 监测电缆为0.5mm； c 数据网络电缆应满足网络要求。 6.8.3.2单芯电缆最小芯线截面尺寸为2.5mm。 6.8.3.3应按照设计功能和安装要求选择电缆。所选用的各种电缆应至少包有7股线，其绝缘和保 护层应满足GB/T12706的要求。 6.8.3.4与阳极连接的电缆应适应pH值为2以下的酸性环境，安装在混凝土内的电缆应适合pH值 为13以上的碱性环境

接线盒设计应按照GB4208的要求进行。 恶劣的外部环境和机械暴露条件

7.1.1使用直流变化极性电阻法或直流电位差法测量混凝土中钢筋之间或其他钢构件之间的电连续 性。电阻应小于1.0Q或电位差小于1mV。 7.1.2在混凝土修补或其他工序施工期间，所有裸露的钢筋都应进行电连续性测试。如被测试的钢 筋或部件断开，都应进行电连接，并确保其长期的电连接电阻小于1.0Q。在结构的每个单元或独立部 分应留有裸露出的钢筋，进行测试以评定钢筋电连续性。 7.1.3应对电连续性测试结果、所有的施工图、建筑物或构筑物的性质和结构进行评估。 7.1.4应对固定在混凝土建筑物或构筑物上或作为混凝土建筑物或构筑物一部分的辅助钢构件（如 嵌入的钢筋梁、支撑、排水管等）进行电连续性测试，

7.2.1 直流电源装置应能够检测输出电压、输出电流、钢筋/混凝土电位。 7.2.2 应设置永久性的性能监测系统，以便按照第10章的规定对数据进行评定。 7.2.3 永久性安装的性能评估系统的布置范围和位置应包括下列区域： a) 腐蚀概率或欠保护概率高的区域； b） 过保护概率高的区域； ) 腐蚀风险或腐蚀活性高的区域。 7.2.4 参比电极和传感器不应放置在修补混凝土中，保证其附近钢筋周围的混凝土始终不受到干扰

7.2.1·直流电源装置应能够检测输出电压

7.3混凝土中钢筋的连接

7.4与阴极保护部件有关的混凝土维修

7.5阳极安装前的表面处理

7.6.1 根据设计要求或规范进行阳极系统的安装。应采用已被试验或工程实践证明的方法。 7.6.2避免阳极与任何钢筋、金属构件、绑扎钢筋的铁丝等短路。 7.6.3实施水泥基覆盖层后，混凝土表面应保持必要的温度、湿度或水分，确保阳极和（或）覆盖层得 到充分的养护。 7.6.4在阳极系统表面实施覆盖层、表面密封剂或装饰涂层之前，应测量阳极/阴极之间的电阻和电 位差以确定是否存在短路。如出现短路，应在下一步工序前进行检测和处理。

7.7.1每一个阴极保护区域至少安装一样

每一个阴极保护区域至少安装一根阳极电缆。

7.7.2阳极与电缆的连接应采用螺栓或焊接方法。 7.7.3电缆与钢筋的连接电阻应小于0.01Q。 7.7.4在实施阳极覆盖层、表面密封剂或装饰涂层

楼万法 缆与钢筋的连接电阻应小于0.01αQ。 实施阻极覆盖层、表面密封剂或装饰涂层之前，应对阳极连接状况进行100%的检查。

7.8阳极覆盖层、表面密封剂或装饰涂层的实

实施阳极覆盖层、表面密封剂或装饰涂层，采用的施工方法和控制条件应通过试验或工程实践 多满足性能要求，并符合施工设计方案的要求。

7.9.1所有电气安装工作应按照国

9.2 除特殊要求外，还应采取下列电气安全措施： 交流电缆应与直流电缆分开； b）：电缆两端都应有标识； c）， 电缆应有支撑和保护以避免环境、人或动物的破坏； d） 除f)中的电缆连接外，其他电缆的连接应在密封罩或接线盒内； e)· 当接线盒不能满足对恶劣的外部暴露环境进行保护时，接线盒内电缆接头应防水处理； 埋设在覆盖层中的电缆接头应采用已被试验或工程实践证明的方法处理； g）应按照国家标准对设备的电气安全、测试和维护进行标记。

7.10安装过程中的测试

7.10.1 阴极保护系统测试应包括下列内容： a） 所有回路的极性检查； b 所有回路的电连续性检查； c 所有回路的绝缘检查。 7.10.2对直流电源装置进行电气安全测试。

对阴极保护系统和所有组成部件进行全面的外观检查，所有部件和电缆应安装正确，并已做好 标记。

通电前，测量和记录下列各项： a）钢筋/混凝土相对于固定式参比电极或电位衰减传感器的电位： b）钢筋/混凝土相对于便携式参比电极的电位； C）其他传感器的数据。

8.3.1所有水泥基覆盖层养护15天后才能通电。 8.3.2初始通电时，应采用较低的电流值通电并测量和记录，内容应包括下列内容 a 钢筋/混凝土相对于所有固定式参比电极和便携式参比电极的电位； b） 直流电源装置的输出电压和输出电流； c）确认所有测量结果的极性符合设计要求，确认通电后的电位向负方向偏移，

8.4.1应调整电流使系统达到预期保护电位，

.4.1应调整电流使系统达到预期保护电位。 注1：通电电流根据初始通电时系统的反应来确定（如通电时电位向负的方向偏移200mV或300mV 注2：在相对较低的电流密度下慢慢极化。

8.4.2系统应在初始设置的电流下极化足够长的时间，然后再进行初始性能评估。

5.1初始极化后，应进行初始性能评估，内容包括： a） 测量各个区域的输出电压和输出电流，计算回路电阻； 在所有固定参比电极位置和其他规定的位置测量“瞬时断电”电位（消除IR降）； 注1：通常“瞬时断电”电位在断电后的0.1s~0.5s内测量。 c）切断阴极保护电流达到稳定后测量电位衰减。应说明电位衰减的时间和测量钢筋/混凝土电 位的时间间隔； 注2：典型的衰减时间为4h～25h，在断电后的0.5h、1h、2h、3h、4h、23h、24h、25h或其中的部分时间进行测 量，阴极保护电流达到稳定的时间取决于极化衰减的程度和速度。 d 测量监测系统传感器的参数； e）测量钢筋/混凝土的通电电位（包括IR降）。 注3：测量瞬时断电电位期间，切断和接通直流电源装置进行连续的钢筋/混凝土电位测量。 .2 用于“瞬时断电”电位测量的切断：接通的时间比最小为1：4。

8.6.1 任一具有代表性的点应满足以下要求之一： a） 瞬时断电电位负于一720mV相对于银/氟化银参比电极，下同）； b） 瞬时断电24h内的电位衰减至少为100mV； c 瞬时断电长时间后（24h或更长）的电位衰减至少为150mV。 3.6.2 普通钢筋的瞬时断电电位不负于一1100mV，预应力钢筋的瞬时断电电位不负于一900mV。

若性能评估数据分析表明系统已达到保护准则要求，则可按照第10章的要求采取措施。若没有 达到保护准则要求或是判断将来不能达到保护准则要求，应对保护电流进行调整，至少通电28d后，再 次按照8.5和8.6进行性能评估，

质量计划、质量文件、外观检查和测试结果都应作为系统记录。

9.2安装和试运行报告

安装和试运行报告应包括以下内容！

a）工程整体描述、工程参与者（如业主、设计工程师、监理工程师、承包商、分包商）和阴极保护系 统设计、监理、试运行负责人及职责； b）有关系统安装和试运行的施工说明、规范和图纸以及设计计算书； 有关安装和试运行的详细描述； d) 峻工图，应详细描述系统安装及其组成部件，以满足将来对系统及其主体部件进行检查、维护 和重建的需要； e） 系统通电前后和初始系统性能评估期间所有的测量和测试数据； 系统运行记录； g）阴极保护系统变更建议。

系统运行和维护手册的内容应包括： 3 a）系统的详细描述和竣工图纸； b）·‘日常维护和检查周期以及程序； . c) 性能评估及数据分析的周期和程序； d）：日常维护、检查和性能评估； e）系统的维护/维修程序； 系统主要部件清单，包括数据表和备 不系统的维护程序

1.1运行、维护检查、测试的周期和程序应按照运行和维护手册的要求进行。 .2配备有电子数据记录或电子数据发射监测系统的阴极保护系统，可降低现场测量的频率， 1.3如经过连续的检查和测试，系统性能没有出现故障、损坏或明显的波动，可考虑延长日常 出的国

10. 1.:4日常检查程序如下

a 功能检查： 1）确认所有系统在运行； 2) 测量阴极保护系统每个区域的输出电压和输出电流： 数据评估。 6) 性能评估： 测量“瞬时断电”电位； 2) 测量电位衰减； 3) 测量性能监测系统所有传感器的参数； 4) 对阴极保护系统进行全面的外观检查； 5) 评估数据； 6) 调整保护电流。 tActeE

10.1.5所有检查和测试都应按照第8章的要

检测和测试工 a）对上次复查以后所有的测试数据和检查记录进行复查：

b）按照10.1.4b)进行性能评估； c）对系统进行外观检查； d）对数据进行复查和分析整理，通常按照第8章的要求进行； 2 如有必要，根据第8章的要求调整保护电流； f)）依据10.3准备系统复查报告

GB/T 287212012

报告应至少包括下列内容： a）所做的工作； b）.收集的数据： c）有关改变运行和维护或系统复查间隔时间和程序的建议； d）“对改变阴极保护系统的建议； e）其他需要增加的内容。

根据钢筋表面积和分布以 算阴极保护电流和每个 作电流密度，根据计算结果确 魔选择适当的覆盖层材料，

设计阳极区域的大小，布置和计算主阳极间距，确保各处的阴极保护电流满足要求，并使该区域内 的电压差减少到最小。选取主阳极材料及其横截面，确定主阳极的分布及其与阳极电缆的连接位置以 及所需的余量GB／T 37862-2019 非开挖修复用塑料管道 总则，并使电压降减至最小。

根据工作电流和所需的预留容量，计算总的供给电流。 受到氯化物污染的混凝土中的钢筋，阴极保护所需的电流密度通常为2mA/m～20mA/m²（相对 于钢筋表面积）；未受到氯化物污染的混凝土中的钝化钢筋，阴极防护所需的电流密度为0.2mA/m~ 2mA/m。 由于极化作用，阴极保护所需的电流将随时间逐渐下降。 相对距阳极较远的钢筋，距阳极最近的钢筋将得到较高的阴极电流密度

对电流回路和监控回路的钢筋连接进行设计，计算连接的数量和位置以及所需的余量， 减至最小。

确定阳极电缆和阴极电缆的横截面积和走向以及所需的余量，并使电压差降至最小；同 一接线盒的位置。

确定传感器和其它仪器设备的类型、频率、位置，以达到所需的监测和控制水平。同时确定数据存 储要求。

记载所使用材料/部件的设计资料和规范，系统的安装程序和分布以及各工作阶段要求进行的测试 工作的详细内容

记载所使用材料/部件的设计资料和规范，系统的安装程序和分布以及各工作阶段要求进行的测试 工作的详细内容

JGJ／T 128-2019 建筑施工门式钢管脚手架安全技术标准 GB/T 287212012

打印日期：2013年2月19日F009