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GB／T 41493.1-2022 阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法 第1部分：应用于混凝土中.pdf简介：

GB/T 41493.1-2022 是中国国家标准，标题为"阴极保护用混合金属氧化物阳极的加速寿命试验方法 第1部分：应用于混凝土中"。这个标准主要规定了混合金属氧化物（MHO）阳极，用于混凝土结构中的阴极保护时，进行加速寿命试验的方法和步骤。

MHO阳极是一种常见的阴极保护材料，主要用于防止混凝土结构中的金属遭受腐蚀。在实际应用中，由于环境条件和使用时间等因素，需要对其性能进行长期稳定性评估。该标准的加速寿命试验部分，通过模拟或强化恶劣环境条件，如高湿度、温度变化、电流冲击等，来加速阳极的老化过程，以预测其在实际使用中的性能和寿命。

简而言之，这个标准提供了一种科学的方法来评估MHO阳极在混凝土环境中的耐久性和可靠性，对于保证阴极保护系统的有效运行具有重要意义。

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ISO8044界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 混合金属氧化物阳极mixedmetaloxideanode 在钛基体上涂覆混合金属氧化物导电涂层而构成的外加电流阴极保护用辅助阳极。 注：阴极保护用金属氧化物阳极最常用的涂层为氧化和氧化钽的混合物，涂层具体成分可变化。 3.2 加速寿命 acceleratedlife 混合金属氧化物阳极在规定试验介质中大电流密度下加速试验时的寿命。 注：以混合金属氧化物阳极失效前的总试验时间作为加速寿命。 3.3 槽压 Ecellvoltage 单个电解池(槽)中阳极和阴极之间的电压差。 3.4 电荷密度 chargedensity 施加电流密度与工作时间的乘积。

混合金属氧化物阳极加速寿命试验是在特定的模拟环境中，对阳极施加远高于正常工作条件的 电流密度进行电解试验，该试验可有效缩短阳极失效的时间。 本文件包括了两种用于评估阳极材料的试验方法。 试验方法A用于评估混合金属氧化物阳极材料是否满足预期寿命要求。在实际工程的初始阶段， 可能会出现阳极被误接到电源负极的情况或其他原因引起的电流反向。因此，在后续测试之前应进行 段时间的电流反向测试，以确保阳极能够在短暂的电流反向中仍正常工作 试验方法B是一项更快速的测试，以确保从特定批次抽取的阳极材料样品是合格的。仅对已通过 了方法A测试并达到了要求设计寿命的产品进行该项试验

如果以混凝土作为试验电解质，在施加大电流条件下测试会导致混凝土过早失效，因此，加速寿命 试验应在水溶液中进行。以下条款给出了试验方法A中模拟混凝土电解质和试验方法B中测试溶液 的制备和使用。所有使用的化学品均为分析纯，水为蒸馏水或去离子水。每次试验都应采用新配制的 浴液。

将30.0g士0.1g氯化钠加人1.0L容量瓶中GB／T39809-2021 平板玻璃窑炉能耗测定方法.pdf，加人约500mL的蒸馏水或去离子水，搅拌至氯化钠 晶体完全溶解，继续加入蒸馏水或去离子水直至达到容量瓶1.0L标记处，配制得到浓度为30g/L的 氯化钠溶液。溶液应彻底混合均匀。 对处于海洋或氯离子污染环境下的桥墩、桩基等钢筋混凝土结构施加阴极保护时，混合金属氧化物 阳极会暴露在含有氯离子的溶液中，因此，选用氯化钠溶液来模拟上述环境，以测试混合金属氧化物阳 极的耐析氯反应能力。

4.2.3氢氧化钠溶液

将40.0g0.1g氢氧化钢缓慢加入装有药500mL蒸馏水或去离子水的1.0L容量瓶中，搅拌至 氢氧化钠完全溶解。反应过程中会产生大量热量。继续加人蒸馏水或去离子水直至接近容量瓶1.0I 标记处，然后待其冷却至室温。最后添加蒸馏水或去离子水到.1.0L标记处，配制得到质量浓度为 40g/L的氢氧化钠溶液。溶液应彻底混合均匀。 在新建钢筋混凝土结构中，电解质溶液具有高pH值，并且受氯离子污染程度较轻，这种情况下阳 极表面主要发生析氧反应。该溶液用于模拟新建钢筋混凝土内部实际环境，测试阴极保护用金属氧化 物阳极的抗析氧反应能力。

4.2.4模拟混凝土孔隙溶液

将26.3g土0.1g氢氧化钠、10.74g土0.1g氢氧化钾、34.35g土0.1g氯化钾和2.15g士0.01g 2

氢氧化钙加人装有1.0L的蒸馏水或去离子水的烧杯中，搅拌至固体试剂完全溶解，配制得到模拟混凝 土孔隙溶液。所用模拟孔隙溶液中各组分的质量分数如下： a)0.20%Ca(OH)2; b).3.20%KCl; c)1.00%K0H; d)2.45%NaOH; e）93.15%蒸馏水或去离子水。 天然石英砂(270μm～380μm）应符合ISO679的要求，在电极和鲁金毛细管安装就位后，电解池 应首先填充足够的石英砂以完全覆盖阳极，然后加入模拟孔隙溶液排去砂中空气并填充电解池的其余 部分。 在固化的钢筋混凝土结构中，与埋设的金属氧化物阳极真正接触的电解质为混凝土内部毛细孔内 的溶液。该模拟混凝土孔隙溶液可测试氧化物阳极耐受实际浓度孔隙溶液各组分及其可能协同作用的 能力。在电极周围填充细小的石英砂消除了对流混合作用，可测试氧化物阳极在非常接近实际混凝土 工况环境下运行的耐受能力，

4.2.5其他试验溶液

试验方法B所用的电解液组成应适于促进阳极发生析氧反应，应有适宜的离子浓度以保证溶液具 有足够高的电导率，从而避免对电源的电压要求过高。 可选择使用的溶液如下： a)1 mol/L H2SO4; b)1 mol/L NazSO4; c）180g/LNa,SO，并采用4.9g/LH,SO.使溶液pH值保持在1

4.3.1试验电解池应采用1.0L玻璃烧杯，项部装有橡胶塞用以固定电极并减少空气接触。在保证电 极在测试期间始终被电解液浸没的前提下，也可使用其他尺寸的玻璃烧杯。阳极和阴极之间的间隙应 约为50mm。在橡胶塞上位于两电极的中间位置开孔以安装长排气管，使排出的反应气体远离电极电 连接接头。该孔也可用于固定电流反向测试阳极和测量电位用的鲁金毛细管。在橡胶塞上还应开有合 适的孔以便测量溶液的pH值。附录A所示为一典型的测试电解池装置，其上配备有带鲁金毛细管的 参比电极以测量阳极的电位。 4.3.2测试用阳极试样的表面积应达到2000mm，阳极表面积的计算应包括埋设时与混凝土接触的 所有活性表面。阳极试样应焊接在直径约1.6mm，长约203mm钛棒的两个点上，焊点位置如图A.1 所示。钛棒作为导电载体。对于其他类型的阳极，应根据阳极制造商的建议采用合适的连接方式。采 用直径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹，将阳极连接到电源的正极（电流反向测试期间 应连接到电源负极）。 4.3.3阴极应采用直径12.7mm，长200mm的钛棒，也可使用具有足够表面积的其他形状阴极如钛 板。阴极也可用其他性材料如铂、锯和锆等。通过橡胶塞安装固定，阴极底端距电解池底部约 10mm。采用直径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹DB52∕T 895-2014 混凝土砌块用轻质配砖，将阴极连接到电源的负极（电流反 向测试期间断开连接）。 4.3.4在进行电流反向测试时，需要一个额外的阳极。该阳极应与寿命测试用阳极试样完全相同，称 作为电流反向（CR)阳极。CR阳极应安装在阴极棒和寿命测试用阳极中间的位置。在进行电流反向试 验期间，应采用直径1mm带绝缘层的铜导线和带有钳口的铜弹簧夹或类似的紧固件将CR阳极连接 到电源的正极。在正常的寿命测试阶段，CR阳极应当从电解池中移除。

4.3.5直流电源应为带滤波的稳流电源，最大纹波系数为5%。一台电源可同时为多个串联的电解池 供电，所需电压取决于测试电流和串联电解池的数量。通常，以每个电解池槽压8V乘以串联电解池的 数量计算的电源电压即可满足需要。

供电，所需电压取决于测试电流和串联电解池的数量。通常，以每个电解池槽压8V乘以串联电解池的 数量计算的电源电压即可满足需要。 4.3.6图A.2给出了采用两个平行样重复试验的典型串联电解池的试验装置示意图。 4.3.7应采用电压表按规定的时间间隔测量每个电解池的阳极电位和槽压。电压表应具有10MQ或 更高的输入阻抗，测量槽压的精度应达到士1%。也可采用电压数据采集器。

4.4.1试样数量和种类应根据待测阳极材料或产品的有关规定选择。为保证试验数据的准确性，每种 阳极至少有两个平行样在相同的试验条件下和单独的电解池中进行测试。 4.4.2试验前应仔细清洗试样，以去除那些可能会影响试验结果的污物（灰尘、油渍或其他杂质）。试 样清洗后应注意避免因处置不当而再次被污染。

表1混合金属氧化物阳极加速寿命试验条件

4.5.2.1测试应在通风良好的实验室通风柜内进行。从电解池中析出的气体应有效排出。在试验方法 B中，由于施加电流密度较大，应向电解池中注人少量空气，以稀释氢/氧混合气体。 4.5.2.2测试电解池应加入新鲜试验溶液，并确保阳极试样完全浸入溶液中。试验期间，试验溶液应保 持在要求的温度范围。试验过程中蒸发的水应用蒸馏水或去离子水补充，以保证试验溶液的液位基本 稳定（士5%）。液位不应低于要求值，以免影响试验装置的正常运行。

4.5.2.3试验方法A的试验过程【内江】碧桂园城南新区项目总承包工程施工组织设计（共173页），

a）阳极材料应在4.2.2、4.2.3和4.2.4 士电解骏中进行试验 b）首先进行电流反向电解试验。待测试的阻极应在反向试验条件下施加17.8mA阴极电流