NO169299B - ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE - Google Patents
ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE Download PDFInfo
- Publication number
- NO169299B NO169299B NO901119A NO901119A NO169299B NO 169299 B NO169299 B NO 169299B NO 901119 A NO901119 A NO 901119A NO 901119 A NO901119 A NO 901119A NO 169299 B NO169299 B NO 169299B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mesh
- netting
- metal
- valve metal
- anode
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims description 141
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims description 141
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 title description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 68
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 47
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 38
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 38
- 238000004210 cathodic protection Methods 0.000 claims description 35
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 25
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001294 Reinforcing steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- -1 platinum group metal oxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 160
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 27
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 17
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 17
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 14
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011388 polymer cement concrete Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000004831 Hot glue Substances 0.000 description 2
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N chlorine chlorite Inorganic materials ClOCl=O JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001291 polyvinyl halide Polymers 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Description
Oppfinnelsens område Field of the invention
Denne oppfinnelse angår generelt katodisk beskyttelse av stålarmerte betongkonstruksjoner, som brodekker, parkeringsgarasjedekker, brygger og støttepilarer for disse; og nærmere bestemt en opprullet netting for i utrullet tilstand å kunne anvendes som anode for katodisk beskyttelse av slike konstruksjoner. This invention generally relates to cathodic protection of steel-reinforced concrete structures, such as bridge decks, parking garage decks, piers and support pillars for these; and more specifically a rolled up mesh so that in the unrolled state it can be used as an anode for cathodic protection of such structures.
Oppfinnelsens bakgrunn The background of the invention
De problemer som er forbundet med korrosjonen av armeringsstål i betong er nu godt forstått. Stålarmering har generelt oppført seg godt i løpet av årene i betongkonstruksjoner, som brodekker og parkeringsgarasjer, fordi den alkaliske omgivelse i Portland-sement forårsaker at ståloverflaten blir "passivert" slik at den ikke korroderer. Dessverre har en dramatisk økning i anvendelsen av veisalt The problems associated with the corrosion of reinforcing steel in concrete are now well understood. Steel reinforcement has generally performed well over the years in concrete structures, such as bridge decks and parking garages, because the alkaline environment in Portland cement causes the steel surface to become "passivated" so that it does not corrode. Unfortunately, there has been a dramatic increase in the use of road salt
i de første år på 1960-tallet sammen med en økning i kyst-konstruksjoner ført til et utstrakt nedbrytningsproblem. in the early years of the 1960s together with an increase in coastal constructions led to an extensive degradation problem.
Dette problem utviklet seg fordi kloridioner uaktet This problem developed because chloride ions regardless
om dette er inneholdt i avisingssalt, i sjøvann eller til-satt til fersk betong, ødelegger betongens evne til å holde stålets overflate i en passiv tilstand. Det er blitt fastslått at en kloridkonsentrasjon av 0,6 til 0,8 kg pr. m<3 >betong er den kritiske verdi over hvilken korrosjon av stål i betong kan forekomme. De erholdte korrosjonsprodukter inntar 2,5 ganger volumet til det opprinnelige stål, og dette utøver strekkpåkjenninger på den omgivende betong. Når disse påkjenninger overskrider betongens strekkfasthet, utvikles sprekkdannelse og delamineringer. Med fortsatt korrosjon, frysing og tining og trafikkbelastning finner ytterligere nedbrytning sted og hull utvikles. whether this is contained in de-icing salt, in seawater or added to fresh concrete, destroys the concrete's ability to keep the steel's surface in a passive state. It has been established that a chloride concentration of 0.6 to 0.8 kg per m<3 >concrete is the critical value above which corrosion of steel in concrete can occur. The corrosion products obtained occupy 2.5 times the volume of the original steel, and this exerts tensile stresses on the surrounding concrete. When these stresses exceed the concrete's tensile strength, cracking and delaminations develop. With continued corrosion, freezing and thawing and traffic congestion, further degradation takes place and holes develop.
Store forsknings- og utviklingsanstrengelser innen området betongkvalitet, konstruksjonspraksis, overflate-tetningsmidler, vanntetthetsmembraner, belagte armeringsstål, spesialbetonger og korrosjonsinhibitorer har forbedret stillingen for nye dekkonstruksjoner. Det er generelt enighet om at nye brodekk konstruert under anvendelse av valgte beskyttelsessystemer vil oppvise en lang levealder med få vedlikeholdsproblemer. Imidlertid er flere betongkonstruksjoner som ble bygget før midten av 1970-tallet for en stor del forurenset med salt og fortsetter å ned-brytes med alarmerende hastighet. Katodisk beskyttelse er erkjent som det eneste middel for å stanse korrosjon av stål i betong uten fullstendig fjernelse av den med salt forurensede betong. Major research and development efforts in the area of concrete quality, construction practices, surface sealants, waterproofing membranes, coated reinforcing steel, special concretes and corrosion inhibitors have improved the position for new deck structures. It is generally agreed that new bridge decks constructed using selected protection systems will have a long service life with few maintenance problems. However, several concrete structures built before the mid-1970s are largely contaminated with salt and continue to degrade at an alarming rate. Cathodic protection is recognized as the only means of stopping corrosion of steel in concrete without complete removal of the salt-contaminated concrete.
Katodisk beskyttelse reduserer eller eliminerer korrosjon av et metall ved å gjøre dette til en katode ved hjelp av en påtrykt DC-strøm eller ved tilfesting av en offeranode. På denne måte blir ekstern energi tilført til ståloverflaten og tvinger denne til å fungere som en strøm-mottagende katode og hindrer dannelsen av toverdige jern-ioner. Katodisk beskyttelse ble først anvendt for et armert betongdekk i juni 1973. Efter den tid er forståelsen og metoder blitt forbedret, men de påtrykkede strømanoder som anvendes for å fordele strømmen for armeringsstålet, fortsetter å være en hovedbegrensning. Anoden bør ha de føl-gende egenskaper: 1. Evne til å motstå trafikkbelastninger og omgivelses-betingelser. 2. Konstruksjonslevealder lik eller større erm slitasje-overflatelevealderen. 3. Tilstrekkelig overflateareal til at en for tidlig nedbrytning av den omgivende betong ikke finner sted og slik at en god fordeling av strøm fås for armeringsstålet. 4. Økonomisk berettiget å installere og vedlikeholde. Cathodic protection reduces or eliminates corrosion of a metal by making it a cathode using an applied DC current or by attaching a sacrificial anode. In this way, external energy is supplied to the steel surface and forces it to act as a current-receiving cathode and prevents the formation of divalent iron ions. Cathodic protection was first applied to a reinforced concrete deck in June 1973. Since then, understanding and methods have improved, but the impressed current anodes used to distribute the current for the reinforcing steel continue to be a major limitation. The anode should have the following properties: 1. Ability to withstand traffic loads and environmental conditions. 2. Construction life equal to or greater than the wear surface life. 3. Sufficient surface area so that a premature breakdown of the surrounding concrete does not take place and so that a good distribution of current is obtained for the reinforcing steel. 4. Financially justified to install and maintain.
Historisk er tre forskjellige anodetyper blitt anvendt for katodisk beskyttelse av stål i betongbrodekker: ledende overtrekk, oppspaltede ikke-overtrekk og fordelte anoder med ikke-ledende overtrekk. Historically, three different anode types have been used for cathodic protection of steel in concrete bridge decks: conductive coatings, split non-conductive coatings and distributed anodes with non-conductive coatings.
Det ledende overtrekk var den første anode som ble anvendt og betraktes fremdeles som et anvendbart system. I dette tilfelle består anoden typisk av en blanding av asfalt, metallurgisk koksgrus og aggregat sammen med støpe-jern med høyt siliciuminnhold som tjener som strømkontakten. Dette system gir en meget jevn strømfordeling over dekkets overflate, og fordi anodens overflate er stor, er intet tegn på syre- eller annet kjemisk angrep fra anodiske reaksjonsprodukter blitt funnet på den underliggende Portland-sement. Koks-asfaltovertrekket har imidlertid i en rekke tilfeller oppvist strukturmessig nedbrytning, og tiden før ut-skiftning er begrenset til noen få år. Dessuten har fryse-tiningsnedbrytning av ukorrekt betong med oppfanget luft under overlegget begrenset anvendelsen av denne for dekk med korrekte luft-hulromssystemer. The conductive overcoat was the first anode to be used and is still considered a viable system. In this case, the anode typically consists of a mixture of asphalt, metallurgical coke grit and aggregate together with cast iron with a high silicon content that serves as the current contact. This system provides a very even current distribution over the surface of the tire, and because the surface of the anode is large, no evidence of acid or other chemical attack from anodic reaction products has been found on the underlying Portland cement. However, the coke-asphalt coating has in a number of cases shown structural degradation, and the time before replacement is limited to a few years. Also, freeze-thaw degradation of incorrect concrete with entrapped air under the overlay has limited its use for decks with correct air-cavity systems.
Spaltede ikke-overtrekksanoder ble utviklet for å forlenge anodens levealder og anvendbarhet og for å tilveie-bringe et system som ikke ville øke dødbelastningen og høyden av brodekket. I dette system blir først parallelle spalter skåret ut i dekket i en avstand av ca. 30-45 cm fra hverandre. Spaltene fylles med en "ledende grøt"-blanding av carbon og organisk harpiks som tjener som anodeoverflate. På grunn av at den ledende grøt har begrenset ledningsevne, blir strøm fordelt til anoden ved hjelp av et system av platinisert metall og carbonstrengledere. Denne anode oppviste tilstrekkelig styrke og fryse-tiningsvarighet, men på grunn av at dens overflateareal er lite , blir den tilgrensende betong ofte utsatt for angrep fra syren og gasser som er et produkt fra den anodiske reaksjon. Dessuten er fordelingen av strøm til armeringsstålet ikke ideell fordi spaltene er sterkt adskilt fra hverandre. Svikt ble også erfart på grunn av sprekkdannelse eller på grunn av annen diskontinuitet fordi det ikke er rikelig med strøm-tilkoblinger. Dessuten er dette system arbeidskraftkrevende og vanskelig å installere. Slotted non-overdraft anodes were developed to extend anode life and serviceability and to provide a system that would not increase the dead load and height of the bridge deck. In this system, parallel slits are first cut out in the tire at a distance of approx. 30-45 cm apart. The gaps are filled with a "conductive mush" mixture of carbon and organic resin that serves as the anode surface. Because the conductive slurry has limited conductivity, current is distributed to the anode using a system of platinized metal and carbon strand conductors. This anode exhibited adequate strength and freeze-thaw duration, but because of its small surface area, the adjacent concrete is often attacked by the acid and gases that are a product of the anodic reaction. Moreover, the distribution of current to the reinforcing steel is not ideal because the slots are widely separated from each other. Failure was also experienced due to cracking or due to other discontinuity because there are not enough power connections. Moreover, this system is labor-intensive and difficult to install.
Fordelte anoder med ionisk ledende overtrekk er lignende de spaltede systemer, men de er ofte lettere å installere. Split anodes with ionically conductive coatings are similar to split systems, but they are often easier to install.
I henhold til en utførelsesform blir den ledende polymer-grøtanode anbragt direkte på toppen av den eksisterende dekkoverf late samtren med platinisert metalltråd og carbonstrengstrømledere, og anoden blir overtrukket med latexmodifisert eller vanlig betong. Stive, ikke-ledende overtrekk foretrekkes ofte på grunn av at de forlenger dekkets levealder, forsinker ytterligere inntrengning av salt, reduserer fryse-tiningsbe-skadigelse av underliggende betong til et minimum og gir en ny skliresistent sliteoverflate. Dette system er fremdeles beheftet med de samme ulemper som det spaltede system hva gjelder strømfordeling, syre- eller gassangrep og mangel på rikelighet. According to one embodiment, the conductive polymer slurry anode is placed directly on top of the existing deck overlay with platinized metal wire and carbon strand current conductors, and the anode is coated with latex-modified or plain concrete. Rigid, non-conductive overlays are often preferred because they extend the life of the deck, delay further salt ingress, minimize freeze-thaw damage to the underlying concrete and provide a new slip-resistant wearing surface. This system is still burdened with the same disadvantages as the split system in terms of power distribution, acid or gas attack and lack of abundance.
For en alternativ anode for anvendelse sammen med stive, ioneledende overtrekk' anvendes et fleksibelt poly-mert anodemateriale som ikke krever en ledende ryggfylling. Det fremstilles som en kontinuerlig kabel og veves til en stor duk, anbringes på dekket og tildekkes med et vanlig stivt overtrekk. Dette system krever mindre tid å installere, men det er fremdeles beheftet med ulempene hva gjelder strømfordeling, syre- eller gassangrep og mangel på rikelighet. Slike polymeranoder er blitt beskrevet i US patenter 4473450 og 4502929. Slik de tilbys i handelen er disse polymeranoder vevet til en maskeduk med hulrom som måler ca. 20 cm x 40 cm. Enhver brekkasje av kabelen på et gitt punkt vil således beskadige den katodiske beskyttelseseffekt over et betraktelig område. Dessuten er kabelens tykkelse (ca. 8 mm) en begrensning hvor bare tynne overtrekk er ønskelige. For an alternative anode for use with rigid, ion-conductive coatings, a flexible polymerized anode material is used which does not require a conductive backfill. It is produced as a continuous cable and woven into a large cloth, placed on the deck and covered with a standard rigid cover. This system requires less time to install, but it is still burdened with the disadvantages of power distribution, acid or gas attack and lack of abundance. Such polymer anodes have been described in US patents 4473450 and 4502929. As offered commercially, these polymer anodes are woven into a mesh cloth with cavities measuring approx. 20 cm x 40 cm. Any breakage of the cable at a given point will thus damage the cathodic protection effect over a considerable area. In addition, the cable's thickness (approx. 8 mm) is a limitation where only thin covers are desirable.
En fjerde type av system er mer nylig blitt utviklet for anvendelse på underkonstruksjoner hvori anodematerialet males eller sprøytes direkte på betongoverflaten. For eksempel kan carbonfylte malinger og mastikser påføres på betongen. Dette gir et stort anodeareal og ideell strømfor-deling for armeringsstålet. Ytterligere platinisert tråd eller carbonstrengstrømledere er imidlertid nødvendige fordi den spesifikke motstand er høy og fordi anodematerialet ofte skaller av, hvilket fører til en kort levealder. A fourth type of system has more recently been developed for use on substructures in which the anode material is painted or sprayed directly onto the concrete surface. For example, carbon-filled paints and mastics can be applied to the concrete. This provides a large anode area and ideal current distribution for the reinforcing steel. However, additional platinized wire or carbon strand current conductors are necessary because the specific resistance is high and because the anode material often peels off, leading to a short lifetime.
For eksempel er i den publiserte britiske patentsøknad 2140456A et ledende overtrekkssystem beskrevet hvori en ledende maling blir påført på overflaten av betong for å danne en anodefilm. Primære anoder av platinisert titan eller niob anbringes i avstand fra hverandre hver 10-50 meter for tilførsel av strøm til anodefilmen og tjener således i det vesentlige som strøminnledere. For example, in the published British patent application 2140456A a conductive coating system is described in which a conductive paint is applied to the surface of concrete to form an anode film. Primary anodes of platinized titanium or niobium are placed at a distance from each other every 10-50 meters to supply current to the anode film and thus essentially serve as current initiators.
En anode av flammesprøytet sink er også blitt anvendt (se for eksempel US patent nr. 4506485). Opprinnelig ble det antatt at sink ville virke som en naturlig galvanisk anode og derfor eliminere behovet for DC-kraftilførselen. An anode of flame sprayed zinc has also been used (see for example US patent no. 4506485). Originally it was thought that zinc would act as a natural galvanic anode and therefore eliminate the need for the DC power supply.
Det er siden imidlertid blitt fastslått at den faste naturlige spenning for sink er for lav til å kaste strømmen en tilstrekkelig avstand gjennom betongen, og en krafttil-førsel og et strømfordelingssystem er fremdeles nødvendig. Dette problem sammen med det problem som oppstår på grunn However, it has since been determined that the fixed natural stress for zinc is too low to throw the current a sufficient distance through the concrete, and a power supply and a current distribution system are still required. This problem together with the problem that occurs due to
av de ekspanderende korrosjonsprodukter av sink, har ført til minimal anvendelse av offeranodesystemer på broer. of the expanding corrosion products of zinc, has led to minimal use of sacrificial anode systems on bridges.
Bortsett fra systemet hvor sinkanoder anvendes, er Apart from the system where zinc anodes are used, is
det for hvert system for katodisk beskyttelse av armeringsstål i betong hittil blitt anvendt carbon som den elektrokjemisk aktive anodeoverflate. Carbon ble antagelig først anvendt på grunn av den utstrakte anvendelse som en anode ved tradisjonell katodisk beskyttelse. Det ble også anvendt fordi katodisk beskyttelse i betong krever meget lave strøm-tettheter, hvilket innebærer et meget stort anodeoverflate-areal. Dette betinger at anoden må ha lav pris, og carbon er forholdsvis rimelig. for every system for cathodic protection of reinforcing steel in concrete up to now, carbon has been used as the electrochemically active anode surface. Carbon was probably first used because of its widespread use as an anode in traditional cathodic protection. It was also used because cathodic protection in concrete requires very low current densities, which implies a very large anode surface area. This requires that the anode must have a low price, and carbon is relatively affordable.
Da rent carbon ikke er tilgjengelig i en konstruksjon som ville være egnet for anvendelse i betong, ble carbon anvendt som et ledende fyllstoff i organiske harpikser, termoplastiske polymerer, malinger og mastikser. Denne metode overførte carbonet til en fysikalsk form som gjorde at det kunne anvendes i forbindelse med betong, men andre ulemper ved carbon holdt seg. Carbon har lav elektrisk ledningsevne i forhold til metaller og krever et innviklet system av strømledere. Dessuten er carbon termodynamisk ustabilt som anode og reagerer under dannelse av carbondioxyd C02, carbonsyre ^CO^ og carbonater HCO^ og CO^ som er reaksjonsprodukter som er potensielt skadelige for Portland-sement. Disse reaksjoner vites å være kinetisk langsomme, men virkningen av slike reaksjoner på anodelevealderen kan fremdeles være betydelig fordi når den befinner seg i kontakt med en fast elektrolytt, som betong, vil Since pure carbon is not available in a construction that would be suitable for use in concrete, carbon was used as a conductive filler in organic resins, thermoplastic polymers, paints and mastics. This method transferred the carbon into a physical form that allowed it to be used in conjunction with concrete, but other disadvantages of carbon remained. Carbon has low electrical conductivity compared to metals and requires an intricate system of current conductors. Moreover, carbon is thermodynamically unstable as an anode and reacts to form carbon dioxide CO 2 , carbonic acid ^CO^ and carbonates HCO^ and CO^ which are reaction products potentially harmful to Portland cement. These reactions are known to be kinetically slow, but the impact of such reactions on anode life can still be significant because when in contact with a solid electrolyte, such as concrete,
endog en liten grad av oxydasjon forstyrre anode-elektrolytt-grenseflaten og bevirke tap av elektrisk kontakt. Endelig er carbon en dårlig anode vurdert ut fra elektrokjemisk aktivitet. Enkelte elektrodepotensialer på carbonanoder even a small degree of oxidation disrupts the anode-electrolyte interface and causes loss of electrical contact. Finally, carbon is a poor anode in terms of electrochemical activity. Certain electrode potentials on carbon anodes
vil være forholdsvis høye når de anvendes i kloridforurenset will be relatively high when used in chloride-contaminated areas
betong, og føre til frigjøring av klorgass Cl., og hypokloritt CIO . Disse reaksjonsprodukter vil antagelig ikke vær skadelige for betong, men de er sterke oxydasjonsmidler som reagerer med de anvendte organiske bindemidler og igjen forårsaker bekymring angående anodelevealderen. concrete, and lead to the liberation of chlorine gas Cl., and hypochlorite CIO. These reaction products are not likely to be harmful to concrete, but they are strong oxidizing agents that react with the organic binders used and in turn cause concern regarding anode life.
Konklusjonen er at ingen av anodene som anvendes idag oppviser samtlige av de egenskaper som er ønskelige for katodisk beskyttelse av stål i betong. Selv om flere synes å være økonomisk berettigede, mangler flere tilstrekkelig areal til å hindre nedbrytning av betongen som er tilgrensende til anoden, en rekke fører ikke til en ideell strømfor-deling, og samtlige oppviser alvorlige spørsmål angående anodens levealder. Sinkanoder blir oxydert til sinkoxyd som bryter anode-betonggrenseflaten. Samtlige anoder som inneholder carbon virker ved et høyt enkelt elektrodepotensial og utvikler klor, syre og carbondioxyd som er produkter som sannsynligvis til sist vil forårsake beskadigelse av den tilgrensende betong og av den organiske grunnmasse som anvendes for å binde carbonet. The conclusion is that none of the anodes used today exhibit all of the properties that are desirable for cathodic protection of steel in concrete. Although several appear to be economically justified, several lack sufficient area to prevent degradation of the concrete adjacent to the anode, a number do not lead to an ideal current distribution, and all present serious questions regarding the anode's lifespan. Zinc anodes are oxidized to zinc oxide which breaks the anode-concrete interface. All anodes containing carbon work at a high single electrode potential and develop chlorine, acid and carbon dioxide which are products that will probably eventually cause damage to the adjacent concrete and to the organic base material used to bind the carbon.
Elektrokatalytisk aktive anoder med ventilmetallsub-strater er kjente og er med godt resultat blitt anvendt for en rekke anvendelser, spesielt klor-, klorat- og hypokloritt-produksjon og som oxygenavgivende anoder ved metallutvinnings-prosesser. Generelt gjør prisen til slike elektroder at disse er spesielt fordelaktige for "høy"-strømtetthetsanvendelser, f.eks. 6-10 kA/m 2 for klorproduksjon i en kvikksølvcelle eller 3-5 kA/m 2 i en membrancelle. Slike elektroder er også blitt foreslått for katodisk beskyttelse, men har funnet bare begrensede anvendelser innen dette område. Ved et typisk katodisk beskyttelsesarrangement anvendes en tråd av titan med platinisert kobberkjerne for å beskytte en metallkonstruksjon. PCT søknad WO80/01488 beskrev et slikt arrangement hvor den platiniserte tråd vikles rundt et isolerende rep. Britisk patentsøknad 2000808A foreslo Electrocatalytically active anodes with valve metal substrates are known and have been used with good results for a number of applications, especially chlorine, chlorate and hypochlorite production and as oxygen-releasing anodes in metal extraction processes. In general, the price of such electrodes makes them particularly advantageous for "high" current density applications, e.g. 6-10 kA/m 2 for chlorine production in a mercury cell or 3-5 kA/m 2 in a membrane cell. Such electrodes have also been proposed for cathodic protection, but have found only limited applications in this area. In a typical cathodic protection arrangement, a titanium wire with a platinized copper core is used to protect a metal structure. PCT application WO80/01488 described such an arrangement where the platinized wire is wound around an insulating rope. British patent application 2000808A suggested
å erstatte de vanlige platiniserte tråder eller staver med et ventilmetallbånd med kanalseksjoner og med anodisk aktivt materiale på den U- eller V-formige ryggrad. to replace the usual platinized wires or rods with a valve metal band with channel sections and with anodic active material on the U- or V-shaped backbone.
Platiniserte ventilmetalltrådduker er også blitt foreslått for katodisk beskyttelse av visse konstruksjoner. Se for eksempel "Corrosion/79" papir nr. 194 som beskriver anvendelse av en stiv trådduk av ekspandert titan som måler Platinized valve metal wire cloths have also been proposed for cathodic protection of certain structures. See, for example, "Corrosion/79" paper No. 194 which describes the use of a rigid wire cloth of expanded titanium measuring
eur ndeir sta0n,d 05 tm il 2 å og bæer re been lagst trmømetd eettt helt ag av av 21,-15 15A,u/m dm p2l. atDienna nesom ble anvendt som en adskilt anode i jordlag inneholdende carbonholdig ryggfyIling. Stive anodetrådduker av denne type med et samlet areal av opp til 0,5 m 2 er blitt frembudt som adskilte anoder for beskyttelse av fjerne konstruksjoner. eur ndeir sta0n,d 05 tm il 2 å and bæer re been lagst trmømetd eettt completely ag av av 21,-15 15A,u/m dm p2l. that Dienna Nesom was used as a separate anode in soil layers containing carbonaceous backfill. Rigid anode wire cloths of this type with a total area of up to 0.5 m 2 have been offered as separate anodes for the protection of distant structures.
US patent 4519886 beskriver en lineær type av anode-konstruksjon for katodisk beskyttelse av metallkonstruk-sjoner, omfattende en rekke sylindriske anodesegmenter anbragt i avstand fra hverandre langs og forbundet med en krafttilførselskabel. De sylindriske anodesegmenter kan være laget av ekspandert titan som er blitt bøyd til den ønskede form og belagt med et blandet metalloxydbelegg. US patent 4519886 describes a linear type of anode construction for cathodic protection of metal constructions, comprising a number of cylindrical anode segments placed at a distance from each other along and connected by a power supply cable. The cylindrical anode segments may be made of expanded titanium which has been bent to the desired shape and coated with a mixed metal oxide coating.
Det er selvklart at ingen av de kjente belagte ventil-metallelektroder, innbefattende de som er blitt foreslått for andre katodiske beskyttelsesanvendelser, vil være egnede for katodisk beskyttelse av betongkonstruksjoner. Spesielt er anodekonstruksjonene uegnede for installering for denne anvendelse, og prisen for å beskytte et anlegg ville være prohibitiv. It is obvious that none of the known coated valve metal electrodes, including those that have been proposed for other cathodic protection applications, will be suitable for cathodic protection of concrete structures. In particular, the anode designs are unsuitable for installation for this application and the cost of protecting a plant would be prohibitive.
Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention
Oppfinnelsen angår en opprullet netting av ventilmetall valgt fra gruppen bestående av titan, tantal, zirkonium, niob, legeringer derav og intermetalliske blandinger, for i utrullet tilstand å kunne anvendes som en anode for katodisk beskyttelse av betongkonstruksjoner, The invention relates to a coiled mesh of valve metal selected from the group consisting of titanium, tantalum, zirconium, niobium, alloys thereof and intermetallic mixtures, in order to be used in the unrolled state as an anode for cathodic protection of concrete structures,
og nettingen er særpreget ved at ventilmetallnettingen har et mønster av i det vesentlige diamantformede hulrom med langutformnings (LWD)- og kortutformnings (SWD)-dimensjoner for enheter av mønsteret, idet mønsteret av hulrom er definert av et kontinuum av ventilmetallstrenger innbyrdes forbundet på knutepunkter og med et elektrokjemisk aktivt belegg på deres overflate, idet nettingen av and the mesh is characterized in that the valve metal mesh has a pattern of substantially diamond-shaped voids having long-form (LWD) and short-form (SWD) dimensions for units of the pattern, the pattern of voids being defined by a continuum of valve metal strands interconnected at nodes and with an electrochemically active coating on their surface, as the netting of
ventilmetall er en fleksibel og strekkbar netting med strenger med en tykkelse under 0,125 cm og har en hulromsfraksjon på minst 90%, idet den fleksible netting er opprullet rundt en akse langs LWD-dimensjonen for mønster-enhetene og i utrullet tilstand kan strekkes med opp til 10% langs SWD-dimensjonen for mønsterenhetene og dessuten kan bøyes i nettingens generelle plan rundt en bøyeradius av 5-25 gangers nettingens bredde, hvorved nettingen kan rulles ut på en understøttende overflate på hvilken nettingen kan strekkes til en operativ anodeform. valve metal is a flexible and stretchable mesh with strings with a thickness of less than 0.125 cm and has a void fraction of at least 90%, the flexible mesh being rolled around an axis along the LWD dimension of the pattern units and in the unrolled state can be stretched by up to 10% along the SWD dimension of the pattern units and furthermore can be bent in the general plane of the mesh around a bend radius of 5-25 times the width of the mesh, whereby the mesh can be unrolled onto a supporting surface on which the mesh can be stretched into an operational anode shape.
Nettingen består fortrinnsvis av et ark av ekspandert ventilmetall, typisk titan, og med en maksimal tykkelse av 0,125 cm, som er blitt ekspandert med en faktor på minst 10 ganger og fortrinnsvis 15 til 30 ganger. Dette gir et i det vesentlige diamantformig mønster av hulrom og et kontinuerlig nettverk av ventilmetallstrenger som er innbyrdes forbundet ved hjelp av mellom 500 til 2000 knutepunkter pr. kvadratmeter av maskeduken. En slik netting er meget fleksibel og kan fremstilles i ark av store dimensjoner som bekvemt kan oppkveiles rundt en akse som er parallell med lengderetningen av diamantmønsteret. The mesh preferably consists of a sheet of expanded valve metal, typically titanium, and with a maximum thickness of 0.125 cm, which has been expanded by a factor of at least 10 times and preferably 15 to 30 times. This provides an essentially diamond-shaped pattern of voids and a continuous network of valve metal strands interconnected by between 500 to 2000 nodes per node. square meters of the mesh fabric. Such a mesh is very flexible and can be produced in sheets of large dimensions which can conveniently be coiled around an axis which is parallel to the longitudinal direction of the diamond pattern.
Som et alternativ til anvendelse av et ark av sterkt ekspandert ventilmetallnetting er det mulig å anvende en ventilmetallnetting som er laget av ventilmetallbånd som er forbundet med hverandre, f.eks. ved sveising typisk med et hexagonalt eller bikakemønster. En slik komposittmaske-duk eller -netting skal tilfredsstille de samme krav hva gjelder dens dimensjoner og utformning som er angitt ovenfor for de ekspanderte nettinger. As an alternative to using a sheet of highly expanded valve metal mesh, it is possible to use a valve metal mesh which is made of valve metal bands which are connected to each other, e.g. when welding typically with a hexagonal or honeycomb pattern. Such a composite mesh cloth or mesh must satisfy the same requirements regarding its dimensions and design as stated above for the expanded meshes.
Hver strømfordelingsdel er fortrinnsvis en strimmel av ventilmetall belagt med det samme elektrokjemisk aktive belegg som nettingen (maskeduken) og er metallurgisk bundet til maskeduken. For en rekke installasjoner, som parkeringsgarasjedekk og brodekk, kan strømfordelingsstrimlene med fordel vaere bundet til maskeduken med en avstand av mellom 10 og 50 m, beregnet til å gi en tilstrekkelig strømtetthet til maskeduken. For slike installasjoner er det også prisbe-sparende og bekvemt å ha en felles strømfordelingsstrimmel bundet og strekkende seg over minst to ark av ventilmetallmaskeduken, for eksempel over to lange ark av maskeduken som er blitt rullet ut side-ved-side fra to ruller. Each current distribution part is preferably a strip of valve metal coated with the same electrochemically active coating as the mesh (mesh cloth) and is metallurgically bonded to the mesh cloth. For a number of installations, such as parking garage decks and bridge decks, the current distribution strips can advantageously be tied to the mesh fabric at a distance of between 10 and 50 m, calculated to give a sufficient current density to the mesh fabric. For such installations, it is also cost-saving and convenient to have a common current distribution strip tied and extending over at least two sheets of the valve metal mesh cloth, for example over two long sheets of the mesh cloth which have been rolled out side-by-side from two rolls.
Det er mest fordelaktig at strømfordelingsstrimlene er punktsveiset til maskedukens knutepunkter. Denne punktsveising kan oppnås på frontoverflåtene av maskeduken og strimmelen som er belagt med et tilstrekkelig tynt elektrokatalytisk belegg. It is most advantageous for the current distribution strips to be spot welded to the nodes of the mesh fabric. This spot welding can be achieved on the front surfaces of the mesh cloth and strip which are coated with a sufficiently thin electrocatalytic coating.
Punkter av maskeduken kan festes til betongkonstruksjonen ved hjelp av festeinnretninger som er innført i ut-borede hull i konstruksjonen. Alternative anordninger for å feste maskeduken til konstruksjonen før et ione-ledende overtrekk påføres er også mulige, innbefattende anvendelse av klebemiddel. Dette vil bli mer fullstendig beskrevet i forbindelse med installasjonsmetoden. Points of the mesh fabric can be attached to the concrete construction using fastening devices that are inserted into drilled holes in the construction. Alternative means of attaching the mesh fabric to the structure before an ion-conductive overcoat is applied are also possible, including the use of adhesive. This will be more fully described in connection with the installation method.
Minst to ark av maskeduken kan overlappe hverandre, enten ved overlappende kanter av to lange ark som er plassert side-ved-side og som kan lette reduksjonen av antallet av forankringspunkter under monteringen, eller ved overlappende endeseksjoner hvor overlappingen kan være beregnet å skulle gi elektrisk forbindelse. Forutsatt imidlertid at hvert ark er forbundet med en strømfordelingsdel, behøver arkene ikke å berøre hverandre, men kan befinne seg i avstand fra hverandre og med fordel opp til en avstand som svarer til tilnærmet den maksimale størrelse (LWD) av de diamantformige åpninger i maskeduken. At least two sheets of the mesh fabric may overlap each other, either at overlapping edges of two long sheets placed side-by-side which may facilitate the reduction of the number of anchor points during assembly, or at overlapping end sections where the overlap may be intended to provide electrical connection. Provided, however, that each sheet is connected to a current distribution part, the sheets do not need to touch each other, but can be at a distance from each other and advantageously up to a distance corresponding to approximately the maximum size (LWD) of the diamond-shaped openings in the mesh cloth.
Dessuten kan minst ett ark av maskeduken ha en ut-skåret seksjon som grenser mot en hindring på konstruksjonen, som en drenering i et parkeringsgarasjedekk eller en åpning gjennom dekket for tilkobling av strømfordelerne til en strømtilførsel. Also, at least one sheet of the mesh fabric may have a cut-out section that borders an obstruction on the structure, such as a drain in a parking garage deck or an opening through the deck for connecting the power distributors to a power supply.
Det er også mulig, men som regel ikke foretrukket, at tilgrensende ark av maskeduken er sveiset sammen direkte eller ved hjelp av en forbindende strimmel. It is also possible, but usually not preferred, that adjacent sheets of the mesh fabric are welded together directly or by means of a connecting strip.
For de fleste konstruksjoner omfatter det ione-ledende lag 3-6 cm tykk portland-ordinær- eller polymermodifisert betong påført i et enkelt trinn, f.eks. ved støping. Overlaget forutgås som regel av påføringen av en bindegrøt, dvs. en egen sementbasert grøt uten stort aggregat og som blandes opp, støpes på overflaten og børstes over maskeduken umiddelbart før overlaget. For most constructions, the ion-conducting layer comprises 3-6 cm thick Portland ordinary or polymer-modified concrete applied in a single step, e.g. when casting. The overlay is usually preceded by the application of a binder slurry, i.e. a separate cement-based slurry without large aggregates which is mixed up, cast on the surface and brushed over the mesh cloth immediately before the overlay.
Når konstruksjonen er et betongdekk som er dekket av When the construction is a concrete deck that is covered by
en rekke lange ark av maskeduk anordnet side-ved-side og med en felles strømfordelingsstrimmel som strekker seg over arkene, kan strømfordelingsstrimmelen med fordel strekke seg gjennom en åpning i dekket til en strømtilførsel som er anordnet under dekket på et sted hvor den er lett tilgjengelig for eftersyn etc. a series of long sheets of mesh fabric arranged side-by-side and with a common power distribution strip extending across the sheets, the power distribution strip can advantageously extend through an opening in the deck to a power supply provided under the deck in a place where it is easily accessible for inspection etc.
Den beskyttede konstruksjon kan f.eks. være en sylin-drisk pilar som er omhyllet med maskeduken og det ione-ledende overtrekk. Strømfordeleren kan i dette tilfelle være en strimmel som er anordnet vertikalt på pilaren, og maskeduken er ett eller flere ark som er oppkuttet til korrekt størrelse slik at den er pakket rundt pilaren med liten eller ingen overlapping. The protected structure can e.g. be a cylindrical pillar that is enveloped with the mesh cloth and the ion-conducting cover. In this case, the current distributor can be a strip that is arranged vertically on the pillar, and the mesh cloth is one or more sheets that have been cut to the correct size so that it is wrapped around the pillar with little or no overlap.
Den beskrevne netting vil for katodisk beskyttelses-system by på de følgende fordeler: - Anvendelse av et ikke-korroderende ventilmetall (titan). Systemet innbefatter intet carbon eller korroderbare metaller, som kobber. - Bare oxygen utvikles av den belagte anodemaskeduk under bruk. Aktivt klor som selv kan ha langvarige skadelige virkninger, blir ikke utviklet, hvilket det blir med andre anodetyper. - Metallurgiske bindinger (sveiser) anvendes for alle elektriske forbindelser i det ione-ledende overtrekk. Det er ingen mekaniske forbindelser og ingen kobberledere i betongen. - Den finmaskede struktur for anoden sikrer jevn strømfor-deling. - Anodemaskeduken har tusenvis av innbyrdes forbundne strenger som tjener som flere strømbaner. Disse sikrer at systemet vil fortsette å arbeide tilfredsstillende selv dersom flere strenger blir brutt på grunn av spenninger i konstruksjonen eller fremtidig kjernedannelse. - Der hvor maskeduken er forbundet med strømfordeleren, kan det finnes flere sveiser for hvert ark av maskeduk selv om bare én eller to ville ha vært tilstrekkelig. - Den lave pris for den sterkt ekspanderte maskeduk, den lave katalysatormengde og installasjonsenkelheten gjør systemet meget priseffektivt. The netting described will offer the following advantages for a cathodic protection system: - Use of a non-corrosive valve metal (titanium). The system includes no carbon or corrodible metals, such as copper. - Only oxygen is evolved by the coated anode mask during use. Active chlorine, which itself can have long-term harmful effects, is not developed, which is the case with other anode types. - Metallurgical bonds (welds) are used for all electrical connections in the ion-conducting coating. There are no mechanical connections and no copper conductors in the concrete. - The fine-mesh structure for the anode ensures even current distribution. - The anode mesh cloth has thousands of interconnected strands that serve as multiple current paths. These ensure that the system will continue to work satisfactorily even if several strings are broken due to stresses in the construction or future nucleation. - Where the mesh is connected to the power distributor, there may be several welds for each sheet of mesh although only one or two would have been sufficient. - The low price for the highly expanded mesh fabric, the low amount of catalyst and the ease of installation make the system very cost-effective.
Dessuten er det elektrokatalytiske belegg på nettingen i henhold til den foreliggende oppfinnelse slikt at anoden arbeider ved et meget lavt enkelt elektrodepotensial og kan ha en forventet levealder på over 20 år ved anvendelse for katodisk beskyttelse. Til forskjell fra andre anoder som hittil er blitt anvendt for katodisk beskyttelse av stål i betong, er den fullstendig stabilt dimensjonsmessig og gir intet carbondioxyd eller klor fra kloridforurenset betong. Den har dessuten et tilstrekkelig overflateareal til at syren utviklet fra den anodiske reaksjon ikke vil være skadelig overfor den omgivende betong. Moreover, the electrocatalytic coating on the mesh according to the present invention is such that the anode works at a very low single electrode potential and can have an expected lifetime of over 20 years when used for cathodic protection. Unlike other anodes that have been used up to now for cathodic protection of steel in concrete, it is completely dimensionally stable and produces no carbon dioxide or chlorine from chloride-contaminated concrete. It also has a sufficient surface area so that the acid developed from the anodic reaction will not be harmful to the surrounding concrete.
Oppfinnelsen angår også anvendelse av nettingen ifølge oppfinnelsen i utrullet form på en understøttende overflate som anode for katodisk beskyttelse av armeringsstål i betong. The invention also relates to the use of the mesh according to the invention in unrolled form on a supporting surface as an anode for cathodic protection of reinforcing steel in concrete.
Grunnprinsippet for anvendelsen ifølge opp- The basic principle for the application according to op-
finnelsen er at én eller flere ruller av den belagte ventil-maskeduk rulles ut og installeres i overensstemmelse med betongkonstruksjonen som skal beskyttes. Ventilmetallmaskeduken festes til konstruksjonen, og den festede ventilmetallmaskeduk innleires i et ione-ledende overtrekk. the invention is that one or more rolls of the coated valve mesh fabric are unrolled and installed in accordance with the concrete structure to be protected. The valve metal mesh cloth is attached to the structure, and the attached valve metal mesh cloth is embedded in an ion-conducting overcoat.
Som nevnt ovenfor kan en strømfordelingsdel være metallurgisk bundet til den utrullede maskeduk, dvs. før installering. Dette er spesielt egnet for forholdsvis små betongkonstruksjoner, som støttepilarer. En slik strømfor-delingsdel kan være sveiset til maskeduken før maskeduken belegges eller sveisingen vil kunne finne sted på stedet efter utrulling av den belagte maskeduk og oppkutting av denne til korrekt størrelse og før installering av maskeduken på konstruksjonen. As mentioned above, a power distribution part can be metallurgically bonded to the rolled mesh fabric, i.e. before installation. This is particularly suitable for relatively small concrete structures, such as support pillars. Such a current distribution part can be welded to the mesh cloth before the mesh cloth is coated or the welding can take place on site after rolling out the coated mesh cloth and cutting it to the correct size and before installing the mesh cloth on the structure.
For de fleste store konstruksjoner har det imidlertid vist seg å være sterkt fordelaktig metallurgisk å binde strimler av på forhånd belagt ventilmetall til maskeduken efter at denne er blitt rullet ut på konstruksjonen, f.eks. ved punktsveising på stedet av strimlene til den utrullede maskeduk. Disse strimler som er blitt sveiset på stedet, blir derefter anvendt som strømfordelere for å tilføre elektrisk strøm til maskeduken. For most large structures, however, it has proven to be highly advantageous metallurgically to bond strips of pre-coated valve metal to the mesh cloth after it has been rolled out onto the structure, e.g. by spot welding in place the strips of the unrolled mesh fabric. These strips, which have been welded in place, are then used as current distributors to supply electrical current to the mesh fabric.
For store konstruksjoner, som brodekk og parkeringsgarasjedekk, innbefatter en foretrukken installeringsmetode utrulling av to eller flere ruller av maskeduken side-ved-side for derefter å forbinde maskedukene elektrisk ved hjelp av en felles tverrgående strømfordelingsstrimmel som strekker seg på tvers av maskedukene som befinner seg ved siden av hverandre. Dette oppnås fordelaktig ved å legge strøm-fordelingsstrimler på en generelt flat konstruksjon som skal beskytte. Strimlene av belagt ventilmetall befinner seg i en egnet avstand fra hverandre som er beregnet i henhold til den ønskede strømbærende evne til systemet, typisk innen området fra 15 til 50 meter. Disse strimler legges på tvers av utrullingsretningen for rullene. Derefter blir den første rull rullet ut og maskeduken punktsveiset på dens knutepunkt til de tverrgående strimler før eller, fortrinnsvis, efter at maskeduken er blitt festet til konstruksjonen. Derefter blir den annen maskedukrull rullet ut og sveiset til de tverrgående strimler osv. inntil hele konstruksjonen er blitt dekket. For large structures, such as bridge decks and parking garage decks, a preferred installation method involves rolling out two or more rolls of mesh fabric side-by-side and then electrically connecting the mesh fabrics using a common transverse power distribution strip that extends across the mesh fabrics located at side of each other. This is advantageously achieved by laying current distribution strips on a generally flat construction that is to protect. The strips of coated valve metal are located at a suitable distance from each other which is calculated according to the desired current-carrying ability of the system, typically within the range from 15 to 50 meters. These strips are laid across the rolling direction of the rolls. Then the first roll is unrolled and the mesh fabric spot welded at its junction to the transverse strips before or, preferably, after the mesh fabric has been attached to the structure. Then the second roll of mesh fabric is unrolled and welded to the transverse strips, etc., until the entire structure has been covered.
Alternativt og spesielt for vertikale overflater, for konstruksjoner med merkelige former og for overflater som er vendt nedad, kan maskeduken først rulles ut på bakken. Strømfordelingsstrimlene blir sveiset, og maskedukarkene blir kuttet til korrekt størrelse og, om egnet, skjøtt ved sveising. Derefter kan maskeduken med strømfordeler på-føres på konstruksjonens overflate og formavpasses efter denne konstruksjon. Denne operasjon kan innbefatte omslag rundt krumme overflater, bøying rundt hjørner, bøying av maskeduken i sitt eget plan, f.eks. for å tilpasses til en spiraloverflate, og strekking av maskeduken efter behov før den festes ved hjelp av tilstrekkelige midler. Alternatively and especially for vertical surfaces, for constructions with odd shapes and for surfaces facing downwards, the mesh cloth can first be rolled out on the ground. The power distribution strips are welded, and the mesh fabric sheets are cut to the correct size and, if suitable, welded. The mesh fabric with current distributors can then be applied to the construction's surface and shaped according to this construction. This operation may include wrapping around curved surfaces, bending around corners, bending the mesh cloth in its own plane, e.g. to adapt to a spiral surface, and stretching the mesh cloth as necessary before securing it by means of adequate means.
Forskjellige festemetoder for maskeduken til konstruksjonen er blitt praktisert med godt resultat for forskjellige konstruksjoner. Én metode innbefatter boring av hull i betongen og innføring av festeanordninger av egnet form som holder maskeduken fast ned. Ifølge en annen metode blir maskeduken festet ved hjelp av et klebemiddel, f.eks. ved påføring av et varmsmelteklebemiddel til knutepunkter for maskeduken og ved å holde maskeduken mot overflaten, for eksempel ved anvendelse av én med PTFE belagt stål-varme-brønn. Varmsmelteklebemiddel herdet på denne måte størkner i løpet av ca. 10 sekunder. Alternativt kan et hurtigklips festes med epoxy til overflaten under et knutepunkt av maskeduken. Efter at epoxymaterialet har herdet, blir klipsets hengslede topp kneppet ned for å feste duken. Det er også mulig å kombinere disse metoder ved å bore ut hull og inn-føre festeanordninger på enkelte steder og ved å anvende klebemidler på andre steder. Different attachment methods for the mesh fabric to the construction have been practiced with good results for different constructions. One method involves drilling holes in the concrete and inserting fasteners of a suitable shape that hold the mesh fabric firmly down. According to another method, the mesh cloth is attached using an adhesive, e.g. by applying a hot-melt adhesive to nodes of the mesh cloth and by holding the mesh cloth against the surface, for example by using one PTFE-coated steel heating well. Hot melt adhesive cured in this way solidifies in approx. 10 seconds. Alternatively, a quick clip can be fixed with epoxy to the surface under a junction of the mesh cloth. After the epoxy material has hardened, the clip's hinged top is buttoned down to secure the canvas. It is also possible to combine these methods by drilling holes and introducing fixing devices in some places and by using adhesives in other places.
Før festing blir den utrullede maskeduk fortrinnsvis strukket i lengderetning og/eller i sideretning for å for-bedre dens flathet og spesielt for å unngå eventuelle buler. Generelt vil en strekking i lengderetning av opp til ca. 10% økning i dens nominelle SWD-dimensjon være helt tilstrekkelig. Before fastening, the unrolled mesh fabric is preferably stretched lengthwise and/or laterally to improve its flatness and especially to avoid any bulges. In general, a lengthwise stretch of up to approx. 10% increase in its nominal SWD dimension will be quite sufficient.
På grunn av nærværet av de tverrgående strømfordelings-strimler er det ikke nødvendig at sidene til tilgrensende maskeduker befinner seg i kontakt med hverandre eller at de er sveiset sammen. I virkeligheten er en avstand av opp til ca. 1 LWD-dimensjon helt tilfredsstillende. Ikke desto mindre kan det for konstruksjoner som krever et stort antall festepunkter for maskeduken, f.eks. hvis overflaten er ujevn eller hvis det ione-ledende overtrekk av konstruksjonsmessige grunner må være meget tynn, være formålstjenelig at sidene til de tilgrensende maskeduker svakt overlapper hverandre. Derved reduseres antallet av nødvendige festepunkter. Due to the presence of the transverse current distribution strips, it is not necessary that the sides of adjacent mesh cloths are in contact with each other or that they are welded together. In reality, a distance of up to approx. 1 LWD dimension completely satisfactory. Nevertheless, for constructions that require a large number of attachment points for the mesh fabric, e.g. if the surface is uneven or if the ion-conducting coating must be very thin for structural reasons, it may be expedient that the sides of the adjacent mesh cloths slightly overlap each other. This reduces the number of necessary attachment points.
På store dekkoverflater blir flere ruller av maskeduk rullet ut og lagt ned ved siden av hverandre. Bredden til disse overflater vil som regel være slik at hele bredden kan forsynes med et gitt antall ruller ved på korrekt måte å anbringe rullene i avstand fra hverandre (som regel vil den maksimalt ønskelige klare avstand svare til 1 LWD dimensjon for maskeduken) eller ved å bringe dem tett sammen eller ved å bevirke at de overlapper hverandre med den korrekte mengde. Derved unngås en kostbar operasjon med å tilpasse en spesiell kantstrimmel av maskeduk. On large deck surfaces, several rolls of mesh fabric are rolled out and laid down next to each other. The width of these surfaces will usually be such that the entire width can be supplied with a given number of rolls by correctly placing the rolls at a distance from each other (as a rule, the maximum desirable clear distance will correspond to 1 LWD dimension for the mesh cloth) or by bringing them close together or by causing them to overlap each other by the correct amount. Thereby, a costly operation to adapt a special edge strip of mesh fabric is avoided.
På steder av konstruksjonen hvor det finnes hindringer, som dreneringer i et parkeringsgarasjedekk, er det en forholdsvis enkel sak å skjære ut seksjoner av maskeduken for å tilpasse denne rundt hindringene. Dette kan gjøres på stedet under anvendelse av enkle trådkuttere. In places of the construction where there are obstacles, such as drains in a parking garage deck, it is a relatively simple matter to cut out sections of the mesh fabric to fit it around the obstacles. This can be done on site using simple wire cutters.
For lange konstruksjoner som overskrider lengden til en enkelt rull av maskeduken, kan enden av en utrullet maskeduk overlappe den neste tilgrensende seksjon slik at det fås elektrisk forbindelse, eller seksjonene vil kunne sveises sammen eller forbindes ved hjelp av en sveise-strimmel for dette formål. Dette er bare nødvendig når endeseksjonen har utilstrekkelig lengde til at den kan forbindes med sin egen tverrgående strømfordelingsstrimmel. For long structures exceeding the length of a single roll of mesh, the end of an unrolled mesh may overlap the next adjacent section to provide electrical connection, or the sections may be welded together or joined by means of a welding strip for this purpose. This is only necessary when the end section is of insufficient length for it to be connected to its own transverse current distribution strip.
Når elektrisk forbindelse oppnås på grunn av overlapping, When electrical connection is achieved due to overlapping,
er det fordelaktig fast å feste de overlappende seksjoner til den underliggende overflate. it is advantageous to fasten the overlapping sections to the underlying surface.
Ved ekstremiteter av en konstruksjon hvor rullen av maskeduk kommer opp mot en vegg eller lignende, er det en enkel sak å oppdele maskeduken i en slik lengde at enden av maskeduken kan bøyes opp mot veggen og derefter trimmes efter behov. At the extremities of a construction where the roll of mesh fabric comes up against a wall or the like, it is a simple matter to divide the mesh fabric into such a length that the end of the mesh fabric can be bent up against the wall and then trimmed as needed.
For de fleste konstruksjoner omfatter det ione-ledende lag 3-6 cm tykk portlandordinær- eller polymermodifisert betong påført i et enkelt trinn, f.eks. ved påsprøyting. For most constructions, the ion-conducting layer comprises 3-6 cm thick Portland ordinary or polymer-modified concrete applied in a single step, e.g. by spraying.
Som regel forutgås overtrekket av påføringen av en binde-mørtel, dvs. en adskilt sementbasert mørtel uten stort aggregat som blir blandet opp, støpt på overflaten og børstet over maskeduken umiddelbart før overtrekkingen. As a rule, the coating is preceded by the application of a binding mortar, i.e. a separate cement-based mortar without large aggregate that is mixed up, cast on the surface and brushed over the mesh cloth immediately before the coating.
I slike tilfeller hvor et tynt overtrekk er nødvendig av konstruksjonsmessige eller andre grunner, kan det ione-ledende overtrekk påføres i form av flere tynne lag. Maskeduken kan være i det vesentlige innleiret av det første lag. For eksempel kan mer enn 90% av maskeduken være dekket. På dette stadium er det mulig å identifisere utstikkende seksjoner av maskeduken og å utflate og/eller trimme disse før det neste lag eller lagene påføres. En fordel ved oppfinnelsen hvor det typisk anvendes en maskeduk med strenger med en tykkelse opp til 0,125 cm, er at den kan anvendes effektivt i et overtrekk som er så tynt som 6 mm. Dette kan ikke effektivt oppnås med noe annet kjent system. In such cases where a thin coating is necessary for constructional or other reasons, the ion-conducting coating can be applied in the form of several thin layers. The masking cloth may be substantially embedded by the first layer. For example, more than 90% of the mesh cloth may be covered. At this stage it is possible to identify protruding sections of the mesh fabric and to flatten and/or trim these before the next layer or layers are applied. An advantage of the invention, where a mesh cloth with strings with a thickness of up to 0.125 cm is typically used, is that it can be used effectively in a cover that is as thin as 6 mm. This cannot be effectively achieved with any other known system.
Som angitt ovenfor, byr den beskrevne anvendelse ifølge oppfinnelsen på flere fordeler. Installasjoner er lett å utføre, er ikke arbeidskraftkrevende og kan lett tilpasses til konstruksjoner av forskjellig form og dimensjoner. Når en ventilmetallanodemaskeduk i bekvem oppkveilet form anvendes, kan store konstruksjonsarealer som skal beskyttes, hurtig tilpasses. Den fine anodemaskedukstruktur gir tusenvis av innbyrdes forbundne strenger som tjener som flere strømbaner. Dette sikrer at systemet vil fortsette å virke selv dersom enkelte strenger brytes istykker på grunn av spenninger i strukturen eller fremtidig kjernedannelse. Sveising på stedet av strømfordelerne er enkel og bekvem, og flere sveisinger kan lett tilveiebringes for hvert ark av maskeduken selv om bare én eller to vil være tilstrekkelig. Endelig gjør installasjonslettheten for maskeduken kombinert med den lave pris for den sterkt ekspanderte maskeduk med lav påført katalysatormengde systemet meget omkostningseffektivt. As indicated above, the described application according to the invention offers several advantages. Installations are easy to carry out, are not labor-intensive and can be easily adapted to constructions of different shapes and dimensions. When a valve metal anode mesh cloth in a conveniently coiled form is used, large construction areas to be protected can be quickly adapted. The fine anode mesh fabric structure provides thousands of interconnected strands that serve as multiple current paths. This ensures that the system will continue to work even if individual strands break into pieces due to stresses in the structure or future nucleation. On-site welding of the current distributors is simple and convenient, and several welds can easily be provided for each sheet of the mesh cloth although only one or two will suffice. Finally, the ease of installation for the mesh cloth combined with the low price of the highly expanded mesh cloth with a low amount of applied catalyst makes the system very cost-effective.
Kortfattet beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings
Figur 1 viser en diamantformet enhet av en sterkt ekspandert ventilmetallmaskeduk anvendt for denne oppfinnelse. Figure 1 shows a diamond-shaped assembly of a highly expanded valve metal mesh used for this invention.
Figur 2 er et snitt gjennom ventilmetallmaskeduken Figure 2 is a section through the valve metal mesh cloth
med en strømfordeler sveiset langs LWD og sveiset til maske-knutepunkter. Figur 3 er et forstørret oppriss av et maskeknute-punkt som viser knutepunktsfolden. Figur 4 er et perspektivoppriss som viser anvendelsen på et stålarmert betongdekke. with a current distributor welded along the LWD and welded to mesh nodes. Figure 3 is an enlarged elevation of a mesh knot showing the knot fold. Figure 4 is a perspective elevation showing the application to a steel-reinforced concrete deck.
Beskrivelse av den foretrukne utførelsesform Description of the preferred embodiment
Den sterkt ekspanderte ventilmetallmaskedukanode The highly expanded valve metal mask anode
Metallene for ventilmetallmaskeduken er et The metals for the valve metal mesh cloth are a
hvilket som helst av titan, tantal, zirkonium eller niob. Såvel som selve de elementære metaller kan de egnede metaller for maskeduken innbefatte legeringer av disse metaller med hverandre og med andre metaller såvel som deres intermetalliske blandinger. Av spesiell interesse på grunn av dets robusthet, korrosjonsbestandighet og tilgjengelighet er titan. Dersom maskeduken skal være ekspandert fra en metallplate, vil det nyttige metall for platen som oftest være et glødet metall. Som representativ for slike tjenelige glødede metaller er titan av kvalitet I som er et glødet titan med lav skjørhet. Et slikt trekk med lav skjørhet er nødvendig dersom maskeduken skal fremstilles ved ekspansjon av en metallplate fordi en slik plate vil ha en forlengelse på over 20%. Dette vil være en forlengelse bestemt ved normal temperatur, f.eks. 20°C, og er den prosentuelle forlengelse bestemt for en 5 cm plate med en tykkelse over 0,0635 cm. Metaller for ekspansjon med en forlengelse på under 20% vil være for sprø til å sikre egnet ekspansjon til anvendbar maskeduk uten skadelig strengbrudd. any of titanium, tantalum, zirconium or niobium. As well as the elemental metals themselves, the suitable metals for the mesh may include alloys of these metals with each other and with other metals as well as their intermetallic mixtures. Of particular interest due to its robustness, corrosion resistance and availability is titanium. If the mesh fabric is to be expanded from a metal plate, the useful metal for the plate will most often be an annealed metal. Representative of such useful annealed metals is grade I titanium which is an annealed titanium with low brittleness. Such a feature with low fragility is necessary if the mesh cloth is to be produced by expansion of a metal plate because such a plate will have an extension of over 20%. This will be an extension determined at normal temperature, e.g. 20°C, and is the percentage elongation determined for a 5 cm plate with a thickness over 0.0635 cm. Metals for expansion with an elongation of less than 20% will be too brittle to ensure suitable expansion into usable mesh fabric without damaging strand breakage.
Metallet anvendt for ekspansjon vil fordelaktig for å oppnå forbedret frihet for strengbrudd ha en forlengelse av minst ca. 24% og vil praktisk talt alltid ha en forlengelse av ikke over ca. 40%. Slike metaller som aluminium tas det således heller ikke sikte på, og heller ikke er disse anvendbare for maskeduken i henhold til den foreliggende oppfinnelse, idet aluminium er spesielt uegnet på grunn av dets manglende korrosjonsbestandighet. Også hva gjelder de anvendbare metaller kan gløding være kritisk, som for eksempel for metallet tantal hvor en glødet plate kan forventes å ha en forlengelse av størrelsesordenen 37 til 40%, idet metallet i uglødet tilstand kan være fullstendig ubruk-bart for fremstilling av en metallmaskeduk ved at det har en forlengelse av størrelsesordenen bare 3 til 5%. Dessuten kan legering øke sprøheten for et elementært metall, og egnede legeringer må således velges omhyggelig. For eksempel vil en titan-paladiumlegering som er tilgjengelig i handelen som legering av kvalitet 7 og inneholder ca. 0,2 vekt% paladium, ha en forlengelse ved normal temperatur av over ca. 20% og er kostbar, men vil kunne være anvendbar, spesielt i glødet tilstand. Dersom det tas sikte på legeringer, kan dessuten den forventede korrosjonsbestandighet for en spesiell legering som kan bli valgt, også være en avveining. For eksempel vil i titan av kvalitet I et slikt som regel være tilgjengelig inneholdende 0,2 vekt% jern. For over-legen korrosjonsmotstand er imidlertid titan av kvalitet I også tilgjengelig inneholdende under ca. 0,05 vekt% jern. Dette metall med lavere jerninnhold vil i alminnelighet være å foretrekke for en rekke anvendelser på grunn av dets forbedrede korrosjonsbestandighet. The metal used for expansion will advantageously have an extension of at least approx. 24% and will practically always have an extension of no more than approx. 40%. Metals such as aluminum are therefore not intended, nor are these applicable for the mesh cloth according to the present invention, aluminum being particularly unsuitable due to its lack of corrosion resistance. Also with regard to the applicable metals, annealing can be critical, as for example for the metal tantalum where an annealed plate can be expected to have an elongation of the order of magnitude 37 to 40%, as the metal in an unannealed state can be completely unusable for the production of a metal mesh cloth in that it has an elongation of the order of only 3 to 5%. In addition, alloying can increase the brittleness of an elemental metal, and suitable alloys must thus be chosen carefully. For example, a titanium-palladium alloy that is commercially available as a grade 7 alloy and contains approx. 0.2 wt% palladium, have an extension at normal temperature of over approx. 20% and is expensive, but could be used, especially in the annealed state. If alloys are targeted, the expected corrosion resistance of a particular alloy that may be chosen may also be a trade-off. For example, quality I titanium of this kind will usually be available containing 0.2% iron by weight. For superior corrosion resistance, however, grade I titanium is also available containing less than approx. 0.05 wt% iron. This lower iron metal will generally be preferred for a number of applications due to its improved corrosion resistance.
Metallmaskeduken kan derefter fremstilles direkte fra det valgte metall. For å oppnå den beste robusthet for en forlenget metallmaskeduklevealder foretrekkes det at maskeduken ekspanderes fra en plate eller kveil av ventilmetallet. Det tas imidlertid sikte på at alternative maskeduker frem-for ekspanderte metallmaskeduker kan være anvendbare. For slike alternativer kan tynne metallbånd korrugeres, og individuelle celler, som bikakeformige celler, kan motstands-sveises til hverandre fra båndene. Skjæreverk eller kor-rugeringsapparater vil kunne være nyttige for fremstilling av metallbåndene, og automatisk motstandssveising vil kunne anvendes for å fremstille maskeduken med stor hulromsfraksjon. Ved den foretrukne ekspansjonsmetode kan en maskeduk med innbyrdes forbundne metallstrenger oppnås direkte. Dersom forsiktighet er blitt utvist ved valg av et metall med egnet forlengelse, vil typisk en meget anvendbar maskeduk bli fremstilt ved anvendelse av en slik ekspansjonsmetode og med ingen brutte strenger tilstede. Med de sterkt anvendbare glødende ventilmetaller med ønsket robusthet sammen med den nødvendige forlengelsesegenskap kan dessuten en viss strekking av den ekspanderte maskeduk tas opp under installering av maskeduken. Dette kan være av spesiell hjelp der hvor en ujevn substratoverflate eller -form lettest vil kunne beskyttes ved å påføre en maskeduk med en slik strekkeevne. I alminnelighet kan en strekkeevne av opp til ca. 10% tas opp fra en rull av titanmaskeduk av kvalitet I. Den oppnådde maskeduk kan dessuten bøyes i maskedukens generelle plan over en bøyeradius innen området av fra 5 The metal mesh cloth can then be produced directly from the selected metal. To achieve the best robustness for extended metal mesh fabric life, it is preferred that the mesh fabric be expanded from a sheet or coil of the valve metal. However, it is intended that alternative mesh cloths rather than expanded metal mesh cloths may be applicable. For such alternatives, thin metal strips can be corrugated, and individual cells, such as honeycomb cells, can be resistance-welded to each other from the strips. Cutting machines or corrugators could be useful for producing the metal bands, and automatic resistance welding could be used to produce the mesh fabric with a large void fraction. With the preferred expansion method, a mesh fabric with interconnected metal strands can be obtained directly. If care has been taken in selecting a metal with suitable elongation, typically a very usable mesh fabric will be produced using such an expansion method and with no broken strands present. Furthermore, with the highly usable annealed valve metals with the desired robustness together with the required elongation property, some stretching of the expanded mesh fabric can be accommodated during installation of the mesh fabric. This can be of particular help where an uneven substrate surface or shape can most easily be protected by applying a mesh cloth with such a stretchability. In general, a tensile strength of up to approx. 10% is taken up from a roll of titanium mesh fabric of quality I. The mesh fabric obtained can also be bent in the general plane of the mesh fabric over a bending radius within the range of from 5
til 25 ganger maskedukens bredde. to 25 times the width of the mesh cloth.
Dersom maskeduken er ekspandert fra metallplaten, vil de innbyrdes forbundne metallstrenger ha en tykkelsesdimen-sjon som svarer til tykkelsen for den opprinnelig plane plate eller kveil. Denne tykkelse vil som regel ligge innen området fra 0,05 cm til 0,125 cm. Anvendelse av en plate med en tykkelse av under 0,005 cm for en ekspan-sjonsoperasjon kan ikke bare føre til et skadelig antall av brutte strenger, men kan også gi et for fleksibelt materiale som er vanskelig å håndtere. Av økonomiske grunner unngås plater som er tykkere enn 0,125 cm. Som et resultat av ekspansjonsprosessen vil strengene bli innbyrdes forbundet ved knutepunkter og gi knutepunkter med dobbeltstrengtykkelse. Knutepunkttykkelsen vil således ligge innen området fra 0,1 cm til 0,25 cm. Efter ekspansjon vil dessuten knutepunktene for den spesielle maske være fullstendig, til praktisk talt fullstendig, uten hjørner. Med dette er det ment at knutepunktenes plan gjennom deres tykkelse vil være fullstendig, til praktisk talt fullstendig, vertikale i forhold til horisontalplanet for en avkveilet rull av maskeduken. If the mesh fabric is expanded from the metal sheet, the interconnected metal strands will have a thickness dimension that corresponds to the thickness of the originally planar sheet or coil. This thickness will usually lie within the range from 0.05 cm to 0.125 cm. Using a plate with a thickness of less than 0.005 cm for an expansion operation can not only lead to a detrimental number of broken strands, but can also provide an overly flexible material that is difficult to handle. For economic reasons, boards thicker than 0.125 cm are avoided. As a result of the expansion process, the strands will be interconnected at junctions, giving junctions with double strand thickness. The knot thickness will thus lie within the range from 0.1 cm to 0.25 cm. Furthermore, after expansion, the nodes of the particular mesh will be completely, to practically completely, without corners. By this it is meant that the plane of the nodes throughout their thickness will be completely, to practically completely, vertical to the horizontal plane of a deflected roll of the mesh fabric.
Dersom det foretrukne ventilmetall titan tas i be-traktning, vil vekten av maskeduken som regel ligge innen området fra 0,05 kg/m 2 til 0,5 kg/m 2 av maskeduken. Selv om dette område er basert på titan som eksempel på metall, kan dette ikke desto mindre tjene som et nyttig område for ventilmetallene i sin alminnelighet. Titan er det ventilmetall som har lavest egenvekt. På dette grunnlag kan området beregnes for et annet ventilmetall basert på If the preferred valve metal titanium is taken into consideration, the weight of the mesh cloth will generally lie within the range from 0.05 kg/m 2 to 0.5 kg/m 2 of the mesh cloth. Although this range is based on titanium as an example metal, it can nevertheless serve as a useful range for the valve metals in general. Titanium is the valve metal with the lowest specific gravity. On this basis, the area can be calculated for another valve metal based on
dets egenvektsforhold til titan. Hvis det igjen vises til titan, vil en vekt av under 0,05 kg/m 2 maskeduk være utilstrekkelig for en korrekt strømfordeling for fobedret katodisk beskyttelse. På den annen side vil en vekt av over its specific gravity ratio to titanium. If reference is again made to titanium, a weight of less than 0.05 kg/m 2 mesh cloth will be insufficient for a correct current distribution for improved cathodic protection. On the other hand, a weight of over will
0,5 kg/m 2 nesten alltid være uøkonomisk for den beregnede anvendelse av maskeduken. 0.5 kg/m 2 will almost always be uneconomical for the intended use of the mesh cloth.
Maskeduken kan derefter fremstilles ved å ekspandere The masking cloth can then be produced by expanding
en plate eller kveil av metall med egnet tykkelse med en ekspansjonsfaktor på minst 10 ganger, og fortrinnsvis minst 15 ganger. En anvendbar maskeduk kan også fremstilles når en metallplate er blitt ekspandert med en faktor av opp til a sheet or coil of metal of suitable thickness with an expansion factor of at least 10 times, and preferably at least 15 times. A usable mesh cloth can also be produced when a metal sheet has been expanded by a factor of up to
30 ganger dens opprinnelige areal. Selv for et glødet ventilmetall med en forlengelse på over 20% kan en ekspansjonsfaktor på over 30:1 føre til fremstilling av en maskeduk som oppviser strengbrudd. På den annen side kan en ekspansjonsfaktor på under ca. 10:1 efterlate ytterligere metall uten økning av katodisk beskyttelse. I dette henseende skal dessuten den erholdte ekspanderte maskeduk ha en hulromsfraksjon på minst 90% av utbyttemessige grunner og av økonomiske grunner ved katodisk beskyttelse. Den ekspanderte metallmaskeduk skal mest foretrukket ha en hulromsfraksjon som kan være så stor som 92 til 96% eller derover, mens den fremdeles tilfører tilstrekkelig metall og gir økonomisk strømfordeling. Med en slik hulromsfraksjon kan metallstrengene være forbundet med hverandre på en rekke knutepunkter som gir en rikelighet av strømførende baner gjennom maskeduken som sikrer effektiv strømfordeling gjennom hele maskeduken selv dersom et antall av enkeltstrenger skulle bli brutt, f.eks. ethvert brudd som vil kunne finne sted under installering eller bruk. Innen det ekspansjons-faktorområde som er omtalt ovenfor vil en slik egnet rikelighet for metallstrengene bli tilveiebragt i et nettverk av strenger som nesten alltid er innbyrdes forbundne med fra 30 times its original area. Even for an annealed valve metal with an elongation of more than 20%, an expansion factor of more than 30:1 can lead to the production of a mesh cloth that exhibits string breakage. On the other hand, an expansion factor of less than approx. 10:1 leave additional metal without increasing cathodic protection. In this respect, the expanded mesh cloth obtained must also have a void fraction of at least 90% for yield-related reasons and for economic reasons in the case of cathodic protection. The expanded metal mesh should most preferably have a void fraction that can be as large as 92 to 96% or higher, while still supplying sufficient metal and providing economical current distribution. With such a void fraction, the metal strands can be connected to each other at a number of junctions which provide an abundance of current-carrying paths through the mesh fabric which ensures efficient current distribution throughout the entire mesh fabric even if a number of individual strands should be broken, e.g. any damage that may occur during installation or use. Within the expansion factor range discussed above, such a suitable abundance of the metal strands will be provided in a network of strands which are almost always interconnected with from
500 til 2000 knutepunkter pr. kvadratmeter av maskeduken. Flere enn 200 0 knutepunkter pr. kvadratmeter av maskeduken er uøkonomisk. På den annen side kan færre enn 500 to 2000 nodes per square meters of the mesh fabric. More than 200 0 nodes per square meters of the mesh cloth is uneconomical. On the other hand, fewer than can
500 av de innbyrdes forbindende knutepunkter pr. kvadratmeter av maskeduken gi et utilstrekkelig overskudd i maskeduken . 500 of the interconnected nodes per square meters of the mesh fabric give an insufficient surplus in the mesh fabric.
Innen det ovenfor omtalte vektområde for maskeduken og under henvisning til en platetykkelse av mellom 0,05-0,125 cm kan det forventes at strenger innen et slikt tyk-kelsesområde vil ha breddedimensjoner av fra 0,05 cm til Within the above-mentioned weight range for the mesh fabric and with reference to a plate thickness of between 0.05-0.125 cm, it can be expected that strings within such a thickness range will have width dimensions of from 0.05 cm to
0,20 cm. For den spesielle anvendelse for katodisk beskyttelse i betong forventes det at det samlede overflateareal for innbyrdes forbundet metall, dvs. innbefattende det samlede overflateareal av strenger pluss knutepunkter, vil gi mellom 10% opp til 50% av området dekket av metallmaskeduken. Da dette overflateareal er det samlede areal, som for eksempel bidratt med av alle fire flater av en streng med kvadratisk tverrsnitt, vil det forstås at selv ved en hulromsfraksjon på 90% kan en slik maskeduk ha et langt større overflateareal enn 10%. Dette areal vil som regel her bli betegnet som "metallets overflateareal" eller "metalloverflatearealet". Dersom metallets samlede overflate- 0.20 cm. For the particular application of cathodic protection in concrete, it is expected that the total surface area of interconnected metal, i.e. including the total surface area of strands plus junctions, will provide between 10% up to 50% of the area covered by the metal mesh cloth. As this surface area is the total area, contributed by, for example, all four surfaces of a string with a square cross-section, it will be understood that even with a void fraction of 90%, such a mesh cloth can have a much larger surface area than 10%. This area will usually be referred to here as "the surface area of the metal" or "the metal surface area". If the metal's overall surface
areal er under 10%, kan den erholdte maskeduk være tilstrekkelig skjør til å føre til skadelig strengbrudd. På den annen side vil et metalloverflateareal av over 50% tilføre ytterligere metall uten en tilsvarende forbedret beskyttelse. area is below 10%, the mesh fabric obtained may be sufficiently fragile to lead to damaging string breakage. On the other hand, a metal surface area of over 50% will add additional metal without a correspondingly improved protection.
Efter ekspansjonen kan den erholdte maskeduk lett rulles til en kveil, for eksempel for lagring eller transport eller videre behandling. Med det representative ventilmetall titan kan ruller med en hul innvendig diameter av over 20 cm og en utvendig diameter av opp til 150 cm, fortrinnsvis 100 cm, fremstilles. Disse ruller kan på egnet måte oppkveiles fra maskeduken når en slik fremstilles med lengder innen området fra 40 til 200, og fortrinnns-vis opp til 100, m. For metallet titan vil slike ruller ha en vekt av 10-50 kg, men som regel under 30 kg for at de skal være tjenelige for håndtering, spesielt efter be-legning, og spesielt håndtering i felten under installering for katodisk beskyttelse. After the expansion, the mesh fabric obtained can be easily rolled into a coil, for example for storage or transport or further processing. With the representative valve metal titanium, rolls with a hollow internal diameter of over 20 cm and an external diameter of up to 150 cm, preferably 100 cm, can be produced. These rolls can be wound up in a suitable way from the mesh fabric when such is produced with lengths in the range from 40 to 200, and preferably up to 100, m. For the metal titanium, such rolls will have a weight of 10-50 kg, but as a rule under 30 kg in order for them to be serviceable for handling, especially after coating, and especially handling in the field during installation for cathodic protection.
I en slik sterkt ekspandert ventilmetallmaskeduk er avstandsmønstrene utformet som diamantformige åpninger. In such a highly expanded valve metal mesh, the spacing patterns are designed as diamond-shaped openings.
Et slikt "diamantmønster" vil fremby åpninger med en lang-konstruksjonsutformning (LWD) fra 4, og fortrinnsvis fra 6, cm opp til 9 cm selv om det tas sikte på en lenger LWD, og en kortkonstruksjonsutformning (SWD) av fra 2, fortrinnsvis fra 2,5, opp til 4 cm. For den spesifikke anvendelse for katodisk beskyttelse i betong kan diamant-dimensjoner med en LWD som overskrider 9 cm, føre til for sterkt strengbrudd og uønsket spenningstap. En SWD av under 2 cm eller en LWD av under 4 cm kan for denne anvendelse være uøkonomisk ved at den frembyr en unødvendig mengde av metall for ønsket katodisk beskyttelse. Such a "diamond pattern" will provide apertures with a long construction design (LWD) of from 4, and preferably from 6.cm up to 9 cm although a longer LWD is aimed for, and a short construction design (SWD) of from 2, preferably from 2.5, up to 4 cm. For the specific application of cathodic protection in concrete, diamond dimensions with an LWD exceeding 9 cm may lead to excessive strand breakage and undesirable stress loss. An SWD of less than 2 cm or an LWD of less than 4 cm may be uneconomic for this application in that it provides an unnecessary amount of metal for the desired cathodic protection.
Under henvisning nu mer spesielt til Fig. 1 er en enkelt diamantform, fra et ark som inneholder en rekke slike former, vist generelt ved 2. Formen er fremkommet fra strenger 3 som er skjøtt ved skjøter (knutepunkter) 4. Som vist på Figuren danner strengene 3 og skjøtene 4 en diamant-åpning med et langavstandsmønster i en horisontal retning. Kortavstandsmønsteret er i den motsatte, vertikale retning. Når det vises til overflatearealet for de innbyrdes forbundne metallstrenger 3, f.eks. hvor et slikt overflateareal vil gi ikke mindre enn ca. 10% av det samlede målte areale for det ekspanderte metall som omtalt ovenfor, er et slikt overflateareal det samlede areale rundt en streng 3 og skjøtene 4. For eksempel vil i en streng 3 med kvadratisk tverrsnitt strengens 3 overflateareal være fire ganger det viste, bare en side, areal, slik dette fremgår av Figuren. Selv om strengene 3 og deres skjøter 4 synes å være tynne ifølge Fig. 1, kan de således lett bidra med 20 til 30% overflateareal til det samlede målte areal av det ekspanderte metall. På Fig. 1 er "maskedukområdet", f.eks. maskeduk-kvadratmeterantallet, slik slike betegnelser her er anvendt, det område som er omsluttet innenfor en tenkt linje trukket rundt Figurens periferi. Referring now more particularly to Fig. 1, a single diamond shape, from a sheet containing a number of such shapes, is shown generally at 2. The shape is obtained from strings 3 which are joined at joints (nodal points) 4. As shown in the Figure, form the strings 3 and the joints 4 a diamond opening with a long distance pattern in a horizontal direction. The short-range pattern is in the opposite, vertical direction. When referring to the surface area of the interconnected metal strands 3, e.g. where such a surface area will give no less than approx. 10% of the total measured area for the expanded metal as mentioned above, such a surface area is the total area around a strand 3 and the joints 4. For example, in a strand 3 with a square cross-section, the surface area of the strand 3 will be four times that shown, only a side, area, as shown in the Figure. Although the strands 3 and their joints 4 appear to be thin according to Fig. 1, they can thus easily contribute 20 to 30% surface area to the overall measured area of the expanded metal. In Fig. 1, the "mask area", e.g. the mesh square meter number, as such designations are used here, the area enclosed within an imaginary line drawn around the Figure's periphery.
På Fig. 1 kan arealet innenfor diamantstrengene, dvs. innenfor strengene 3 og skjøtene 4, her betegnes som "diamantåpningen". Det er dette areal som har LWD- og SWD-dimensjonene. For bekvemhets skyld kan det også her betegnes som "hulrommet" eller her betegnes som "hulromsfrak-sjonen" når det er basert på et slikt areal pluss arealet av metallet rundt hulrommet. Det er angitt på Fig. 1 og omtalt ovenfor at metallmaskeduken som her anvendt, har en ekstremt høy hulromsfraksjon. In Fig. 1, the area within the diamond strands, i.e. within the strands 3 and the joints 4, can be referred to here as the "diamond opening". It is this area that has the LWD and SWD dimensions. For convenience, it can also be referred to here as the "cavity" or referred to here as the "cavity fraction" when it is based on such an area plus the area of the metal around the cavity. It is indicated in Fig. 1 and discussed above that the metal mesh cloth used here has an extremely high void fraction.
Under henvisning nu til Fig. 2 er flere individuelle diamanter 21 blitt dannet av individuelle strenger 22 og deres innbyrdes skjøter 25 slik at det fås diamantformige åpninger. En rad av diamantene 21 er bundet til en metall-strimmel 23 ved de innbyrdes skjæringer 25 mellom strenger 22 og metallstrimmelen 23 som forløper langs diamantmønsteret LWD. Montasjen er blitt bragt sammen ved hjelp av punkt-sveiser 24 idet hver individuell strengforbindelse (knutepunkt) 25 som befinner seg under båndet 23, er sveiset ved hjelp av en punktsveis 24. Den anvendte sveisemetode vil i alminnelighet være elektrisk motstandssveising, og denne vil nesten alltid ganske enkelt være punktsveising av økonomiske grunner selv om andre lignende sveisemetoder, f.eks. valsesveising, også kan anvendes. Dette gir en fast innbyrdes forbindelse for god elektrisk ledningsevne mellom strimmelen 23 og strengene 22. Det vil forstås ved henvisning spesielt til Fig. 2 at strengene 22 og skjøtene 25 kan danne en i det vesentlige plan form. Slik denne beteg-else her er anvendt skal den bety at spesielt ark av maskeduken med større dimensjoner i alminnelighet vil foreligge i oppkveilet eller opprullet tilstand, for eksempel for lagring eller håndtering, men at de kan rulles ut til en Referring now to Fig. 2, several individual diamonds 21 have been formed from individual strings 22 and their mutual joints 25 so that diamond-shaped openings are obtained. A row of the diamonds 21 is tied to a metal strip 23 at the mutual intersections 25 between strings 22 and the metal strip 23 which runs along the diamond pattern LWD. The assembly has been brought together by means of spot welders 24, as each individual string connection (node) 25 located under the belt 23 is welded by means of a spot weld 24. The welding method used will generally be electric resistance welding, and this will almost always simply be spot welding for economic reasons even if other similar welding methods, e.g. roller welding, can also be used. This provides a firm mutual connection for good electrical conductivity between the strip 23 and the strings 22. It will be understood by reference in particular to Fig. 2 that the strings 22 and the joints 25 can form an essentially planar shape. As this designation is used here, it shall mean that sheets of the mesh cloth with larger dimensions in particular will generally be available in a coiled or rolled state, for example for storage or handling, but that they can be rolled out to a
"i det vesentlige plan" tilstand eller form, dvs. en i det vesentlige flat form, for anvendelse. Dessuten vil skjøtene 25 ha dobbeltstrengtykkelse, hvorved den i det vesentlige plane eller flate form selv når den er flatt utrullet, ikke desto mindre kan ha med rygger forsynte skjøter. "substantially planar" condition or shape, i.e. a substantially flat shape, for use. Moreover, the joints 25 will have double string thickness, whereby the essentially planar or flat shape even when it is rolled out flat, can nevertheless have ridged joints.
Under henvisning til det forstørrede riss vist på With reference to the enlarged view shown in
Fig. 3 kan det sees at knutepunktene har dobbeltstrengtykkelse (2T). De individuelle strenger har således en side-dybde eller tykkelse (T) som ikke skal overskride 0,125 cm, som omtalt ovenfor, og en flatebredde (W) som kan være opp til 0,20 cm. In Fig. 3, it can be seen that the nodes have double strand thickness (2T). The individual strands thus have a side depth or thickness (T) which should not exceed 0.125 cm, as discussed above, and a surface width (W) which can be up to 0.20 cm.
Den ekspanderte metallmaskeduk kan belegges før eller efter den foreligger i maskeform, med et katalytisk aktivt materiale hvorved dannes en katalytisk anodestruktur. Som regel vil før noe av dette, ventilmetallmaskeduken bli utsatt for en renseoperasjon, f.eks. en avfettingsoperasjon, som kan innbefatte rensing pluss etsing, hvilket er velkjent innen teknikken for fremstilling av et ventilmetall for å motta et elektrokjemisk aktivt belegg. Det er også velkjent at et ventilmetall som også her kan betegnes som et "filmdannende" metall, ikke vil funksjonere som en anode uten et elektrokjemisk aktivt belegg som hindrer passivering av ventilmetalloverflaten. Dette elektrokjemisk aktive belegg kan tilveiebringes fra platina eller et annet platinagruppemetall eller det kan utgjøres av et hvilket som helst av en rekke aktive oxydbelegg, som platinagruppemetalloxydene, magnetitt, ferritt, kobolt, spinell eller blandede metalloxydbelegg, som er blitt utviklet for anvendelse som anodebelegg innen den industrielle elektrokjemiske industri. Det foretrekkes spesielt for forlenget levealderbeskyttelse av betongkonstruksjoner at anodebelegget er et blandet metalloxyd som kan være en fast oppløsning av et filmdannende metalloxyd og et platinagruppemetalloxyd. The expanded metal mesh cloth can be coated before or after it is in mesh form, with a catalytically active material whereby a catalytic anode structure is formed. As a rule, before any of this, the valve metal mesh fabric will be exposed to a cleaning operation, e.g. a degreasing operation, which may include cleaning plus etching, which is well known in the art for preparing a valve metal to receive an electrochemically active coating. It is also well known that a valve metal, which can also be described as a "film-forming" metal, will not function as an anode without an electrochemically active coating that prevents passivation of the valve metal surface. This electrochemically active coating can be provided from platinum or another platinum group metal or it can be any of a number of active oxide coatings, such as the platinum group metal oxides, magnetite, ferrite, cobalt, spinel or mixed metal oxide coatings, which have been developed for use as anode coatings in the industrial electrochemical industry. It is particularly preferred for extended life protection of concrete structures that the anode coating is a mixed metal oxide which may be a solid solution of a film-forming metal oxide and a platinum group metal oxide.
For denne forlengede beskyttelsesanvendelse bør belegget være tilstede i en mengde av fra 0,0 5 til 0,5 g platinagruppemetall pr. kvadratmeter av ekspandert ventilmetallmaskeduk. Mindre enn 0,05 g platinagruppemetall vil gi utilstrekkelig med elektrokjemisk aktivt belegg til å tjene til å hindre passivering av ventilmetallsubstratet i lengre tid eller til økonomisk å fungere ved en tilstrekkelig lav enkelt elektrodespenning til å befordre selektivitet "for den anodiske reaksjon. På den annen side kan nærvær av mer enn 0,5 g platinagruppemetall pr. kvadratmeter av For this extended protective use, the coating should be present in an amount of from 0.05 to 0.5 g of platinum group metal per square meters of expanded valve metal mesh fabric. Less than 0.05 g of platinum group metal will provide insufficient electrochemically active coating to serve to prevent passivation of the valve metal substrate for extended periods of time or to economically operate at a sufficiently low single electrode voltage to promote selectivity" for the anodic reaction. On the other hand side can the presence of more than 0.5 g of platinum group metal per square meter of
den ekspanderte ventilmetallmaskeduk bidra til en omkostning uten tilsvarende forbedring av anodelevealderen. I henhold til denne spesielle utførelsesform av maskeduken er det blandede metalloxydbelegg sterkt katalytisk for oxygenut-viklingsreaksjonen og vil i en betongomgivelse som er forurenset med klorid, ikke utvikle klor eller hypokloritt. Platinagruppemetalloxydet eller de blandede metalloxyder for belegget er slike som er blitt generelt beskrevet i ett eller flere av US patenter 3265526, 3632498, 3711385 og 4528084. Slike platinagruppemetaller innbefatter mer spesielt platina, palladium, rhodium, iridium og ruthenium eller legeringer the expanded valve metal mesh cloth contributes to a cost without a corresponding improvement in anode life. According to this particular embodiment of the mesh fabric, the mixed metal oxide coating is highly catalytic for the oxygen evolution reaction and, in a concrete environment contaminated with chloride, will not develop chlorine or hypochlorite. The platinum group metal oxide or mixed metal oxides for the coating are those which have been generally described in one or more of US patents 3265526, 3632498, 3711385 and 4528084. Such platinum group metals include more particularly platinum, palladium, rhodium, iridium and ruthenium or alloys.
av disse med hverandre eller med andre metaller. Blandede metalloxyder innbefatter minst ett av oxydene av disse platinagruppemetaller i kombinasjon med minst ett oxyd av et ventilmetall eller et annet uedelt metall. Av økonomiske grunner foretrekkes det at belegget er et slikt som er blitt beskrevet i US patent nr. 4528084. of these with each other or with other metals. Mixed metal oxides include at least one of the oxides of these platinum group metals in combination with at least one oxide of a valve metal or other base metal. For economic reasons, it is preferred that the coating is one that has been described in US patent no. 4528084.
For en slik korrosjonsforsinkende anvendelse for betong vil metallmaskeduken være forbundet med en strømfor-delingsdel, f.eks. metallbåndet 23 ifølge Fig. 2. En slik del vil som oftest være et ventilmetall og er fortrinnsvis den samme metallegering eller intermetalliske blanding som det metall som mest dominerende forekommer i den ekspanderte ventilmetallmaskeduk. Denne strømfordelingsdel må være fast festet til metallmaskeduken. En slik måte for fast å feste delen til maskeduken kan være ved sveising, som tidligere beskrevet. Dessuten kan sveisingen forløpe gjennom belegget. Et belagt bånd kan således legges på en belagt maskeduk, med belagte flater i kontakt med hverandre, og sveisingen kan likevel forløpe glatt. Båndet kan sveises til masken ved hvert knutepunkt og derved gi jevn fordeling av strøm til denne. En slik del som er anbragt langs et stykke av maskeduk ca. hver 30 m vil som regel være tilstrekkelig til å tjene som en strømfordeler for et slikt stykke. For such a corrosion retarding application for concrete, the metal mesh cloth will be connected to a current distribution part, e.g. the metal band 23 according to Fig. 2. Such a part will most often be a valve metal and is preferably the same metal alloy or intermetallic mixture as the metal that most dominantly occurs in the expanded valve metal mesh cloth. This current distribution part must be firmly attached to the metal mesh cloth. Such a way of firmly attaching the part to the mesh can be by welding, as previously described. In addition, the welding can proceed through the coating. A coated band can thus be laid on a coated mesh cloth, with coated surfaces in contact with each other, and the welding can still proceed smoothly. The tape can be welded to the mask at each node and thereby provide an even distribution of current to it. Such a part which is placed along a piece of mesh fabric approx. every 30 m will usually be sufficient to serve as a current distributor for such a piece.
Ved anvendelsen for den katodiske beskyttelse for betong er det viktig at den innleirede del av strømfordelings-delen også er belagt, som med det samme elektrokjemisk aktive belegg som maskeduken. Lignende avveininger for belegg-vekten som for maskeduken er også viktige for strømfordelings-delen. Delen kan festes til maskeduken før eller efter at delen er blitt belagt. En slik strømfordelingsdel kan derefter forbinde utsiden av betongomgivelsen med en strømleder, idet strømlederen som befinner seg utenfor betongen, ikke behøver å være slik belagt. For et betongbrodekke kan for eksempel strømfordelingsdelen være en stang som strekker seg gjennom et hull til undersiden av dekkets overflate hvor en strømleder befinner seg. På denne måte blir alle mekaniske strømforbindelser gjort utenfor den ferdige betongkonstruk-sjon og er derfor lett tilgjengelige for adgang og service om nødvendig. Forbindelser til strømfordelingsstangen utenfor betongen kan utgjøres av vanlige mekaniske anordninger, som en fastboltet spadefanekopling. In the application for the cathodic protection for concrete, it is important that the embedded part of the current distribution part is also coated, as with the same electrochemically active coating as the mesh cloth. Similar trade-offs for the coating weight as for the mesh cloth are also important for the current distribution part. The part can be attached to the mesh cloth before or after the part has been coated. Such a current distribution part can then connect the outside of the concrete surroundings with a current conductor, as the current conductor which is located outside the concrete does not need to be coated in this way. For a concrete bridge deck, for example, the current distribution part can be a rod that extends through a hole to the underside of the deck surface where a current conductor is located. In this way, all mechanical power connections are made outside the finished concrete construction and are therefore easily accessible for access and service if necessary. Connections to the current distribution rod outside the concrete can be made by ordinary mechanical devices, such as a bolted spade vane connection.
Maskeduken fremstilt i overensstemmelse med de følgende spesifikasjoner ble anvendt i eksemplet på den nedenfor beskrevne installasjonsmetode. The mask fabric manufactured in accordance with the following specifications was used in the example of the installation method described below.
Anodemaskedukspesifikasjoner Anode mask specifications
Disse maskeduker blir typisk belagt med et katalytisk belegg av blandet metalloxyd som gir god spesifikk-het overfor oxygen ved en maksimal anbefalt anode-betong-grenseflatestrømtetthet (dvs. strømtettheten på strengene These mesh cloths are typically coated with a mixed metal oxide catalytic coating which provides good specificity towards oxygen at a maximum recommended anode-concrete interface current density (ie the current density on the strands
2 2
for maskeduken) av ca. 100 m A/m . Edelmetallmengden for katalysatoren er mellom ca. 0,05 og 0,5 g/m 2 av maskeduken. Det samme tynne katalytiske belegg er påført på strøm- for the mesh fabric) of approx. 100 m A/m . The amount of precious metal for the catalyst is between approx. 0.05 and 0.5 g/m 2 of the mesh fabric. The same thin catalytic coating is applied to current-
fordelere som typisk er laget av bånd av det samme titan med en bredde av ca. 1,25 cm og en tykkelse av ca. 0,1 cm. distributors which are typically made from bands of the same titanium with a width of approx. 1.25 cm and a thickness of approx. 0.1 cm.
Anvende1sesmetode Application method
Anvendelsen av den belagte maskeduk for korrosjons-beskyttelse, som på et betongdekke eller en underkonstruksjon, kan være enkel. En rull av den sterkt ekspanderte ventilmetallmaskeduk med et egnet elektrokjemisk aktivt belegg, av og til herefter betegnet ganske enkelt som "anoden", kan rulles ut på overflaten av et slikt dekke eller underkonstruksjon. Derefter kan en anordning for å feste maskeduken til underkonstruksjonen være en hvilken som helst av dem som er anvendbare for å binde en metalltrådduk til betong som ikke uheldig vil ødelegge tråddukens anodiske art. Som regel vil ikke-ledende holderdeler være anvendbare. Slike holderdeler er av økonomiske grunner med fordel av plast og har en slik form som nagler eller plugger. For eksempel kan plaster, The application of the coated mesh fabric for corrosion protection, such as on a concrete deck or a substructure, can be simple. A roll of the highly expanded valve metal mesh cloth with a suitable electrochemically active coating, sometimes hereinafter referred to simply as the "anode", may be unrolled onto the surface of such a cover or substructure. Then, a device for attaching the mesh fabric to the substructure may be any of those applicable to bonding a metal wire fabric to concrete that will not adversely destroy the anodic nature of the wire fabric. As a general rule, non-conductive holder parts will be applicable. Such holder parts are, for economic reasons, advantageously made of plastic and have such a shape as rivets or plugs. For example, plasters,
som polyvinylhalogenider eller polyolefiner, være anvendbare. Disse plastholderdeler kan innføres i hull som er boret inn such as polyvinyl halides or polyolefins, be applicable. These plastic holder parts can be inserted into holes that have been drilled
i betongen. Slike holdere kan ha et forstørret hode som står i inngrep med en streng av trådduken under hodet for å holde anoden på plass eller holderne kan være delvis spaltet for å gripe fatt i en streng av trådduken som befinner seg direkte over hullet som er boret inn i betongen. in the concrete. Such holders may have an enlarged head which engages a strand of the wire cloth below the head to hold the anode in place or the holders may be partially slotted to engage a strand of the wire cloth located directly above the hole drilled into the concrete.
Når anoden er på plass og mens den holdes i nær kontakt med betongunderkonstruksjonen ved hjelp av holderne, vil et ionisk ledende overtrekk bli anvendt for fullstendig å dekke anodekonstruksjonen. Et slikt overtrekk kan ytterligere forsterke fast kontakt mellom anoden og betongunder-konstruks jonen. Anvendbare ionisk ledende overtrekk innbefatter Portland-sement og med polymer modifisert betong. Once the anode is in place and while it is held in close contact with the concrete substructure by means of the holders, an ionically conductive overcoat will be applied to completely cover the anode structure. Such a covering can further strengthen the firm contact between the anode and the concrete sub-structure. Useful ionically conductive coatings include Portland cement and polymer modified concrete.
Ved en typisk operasjon kan anoden overtrekkes med fra 2 til 6 cm av en Portland-sement eller en med latex modifisert betong. I det tilfelle hvor et tynt overtrekk er spesielt ønskelig, kan anoden generelt dekkes med fra 0,5 til 2 cm med polymer modifisert betong. In a typical operation, the anode can be coated with from 2 to 6 cm of Portland cement or latex-modified concrete. In the case where a thin covering is particularly desirable, the anode can generally be covered with from 0.5 to 2 cm of polymer modified concrete.
Det ekspanderte ventilmetalltrådduksubstrat for anoden gir den ytterligere fordel at det virker som et metallarmerings-middel, hvorved overtrekkets mekaniske egenskaper og nyttige levealder forbedres. Det tas sikte på at metalltråddukanode-konstruksjonen vil bli anvendt med hvilke som helst slike materialer og for hvilke som helst slike metoder som er velkjent innen det tekniske område som går ut på å reparere underliggende betongkonstruksjoner, som brodekker og bærer-søyler etc. The expanded valve metal wire cloth substrate for the anode provides the additional benefit of acting as a metal reinforcement, thereby improving the coating's mechanical properties and useful life. It is intended that the metal wire fabric anode construction will be used with any such materials and for any such methods that are well known in the technical field of repairing underlying concrete structures, such as bridge decks and support columns etc.
Fig. 4 viser anvendelsen av en netting (trådduk) av sterkt ekspandert titan, som spesifisert ovenfor, på et stålarmert betongdekke som generelt er betegnet med 40. Før det. fort-settes blir dekkets stålarmering undersøkt for å fastslå dens korrosjonsgrad og egnethet for konservering ved hjelp av katodisk beskyttelse, under anvendelse av kjente metoder som innbefatter egnede spenningsmålinger. Fig. 4 shows the application of a mesh (wire cloth) of highly expanded titanium, as specified above, to a steel reinforced concrete deck generally designated 40. Before that. next, the tire's steel reinforcement is examined to determine its degree of corrosion and suitability for conservation by means of cathodic protection, using known methods including suitable stress measurements.
Før rullene 32 av trådduk legges ut blir katalytisk belagte titanstrømfordelingsbånd 23 lagt ut over dekket 40 med egnet avstand. Ved installasjoner med trådduk av typen 1 har strømfordelerne 23 typisk en avstand i lengderetning av ca. 18 m. For trådduk av typen 2 er denne avstand ca. 30 m. På gitte steder, ikke vist, strekker båndene 32 seg gjennom hull i dekket 40 for tilkobling til en strømtil-førsel. For trådduk av typen 1 er avstanden mellom disse steder for krafttilførsel ca. 7,2 m i tråddukenes bredde-retning. For trådduker av type II er denne avstand i bredde-retning ca. 9,8 m. Before the rolls 32 of wire cloth are laid out, catalytically coated titanium current distribution bands 23 are laid out over the tire 40 at a suitable distance. In installations with wire cloth of type 1, the current distributors 23 typically have a lengthwise distance of approx. 18 m. For wire cloth of type 2, this distance is approx. 30 m. At given places, not shown, the bands 32 extend through holes in the cover 40 for connection to a power supply. For wire cloth of type 1, the distance between these places for power supply is approx. 7.2 m in the width direction of the wire cloths. For wire cloths of type II, this distance in the width direction is approx. 9.8 m.
Fig. 4 viser en første anodetrådduk 30 som allerede er blitt lagt ved at den er blitt rullet ut fra sin rull, strukket i lengderetning med 5-10% og festet til dekket 40 med innføring av plastklips 31 i hull som er boret inn i dekket. Efter denne fastgjøring blir trådduken 30 punktsveiset til de tverrgående strømfordelingsstrimler 23 Fig. 4 shows a first anode wire cloth 30 which has already been laid by being unrolled from its roll, stretched lengthwise by 5-10% and attached to the tire 40 by inserting plastic clips 31 into holes drilled into the tire . After this fixing, the wire cloth 30 is spot welded to the transverse current distribution strips 23
ved knutepunkter 25 for trådduken (som vist på Fig. 2). For denne sveiseoperasjon innføres en kobberstang 35 under trådduken 30 og stimmelen 23. Dette gjør det mulig å lede en tilstrekkelig sveisestrøm gjennom sveisen. Efter at samtlige eller et valgt antall av knutepunktene på tvers av tråddukens 30 bredde er blitt sveiset til strimmelen 23, trekkes stangen 35 ut fra under trådduken og anbringes under strim- at nodes 25 for the wire fabric (as shown in Fig. 2). For this welding operation, a copper rod 35 is introduced under the wire cloth 30 and the stem 23. This makes it possible to conduct a sufficient welding current through the weld. After all or a selected number of the nodes across the width of the wire cloth 30 have been welded to the strip 23, the rod 35 is pulled out from under the wire cloth and placed under the strip
melen 23 i en stilling for mottagelse av den neste trådduk-rull 30, som vist på Fig. 3. the flour 23 in a position for receiving the next wire cloth roll 30, as shown in Fig. 3.
Som vist har de tilgrensende utrullede ark av trådduk 30 en avstand fra hverandre av D. Klaringsavstander av opp til 1 LWD-dimensjon er mulige samtidig med tilveie-bringelse av en jevn katodisk beskyttelseseffekt for det underliggende stål. Alternativt vil kantene kunne overlappe hverandre, f.eks. med ca. 1 LWD av trådduken eller mer, om nødvendig for å avpasses til dekkets 40 bredde. As shown, the adjacent unrolled sheets of wire cloth 30 are spaced apart by D. Clearance distances of up to 1 LWD dimension are possible while providing a uniform cathodic protection effect for the underlying steel. Alternatively, the edges could overlap each other, e.g. with approx. 1 LWD of the wire cloth or more, if necessary to fit the 40 width of the tire.
Efter at samtlige ruller av trådduken er blitt lagt ut på denne måte og efter at eventuelle uensartede former er blitt tilpasset ved hjørner, kanter etc, blir dekket 40 med trådduken 30 innleiret i et tynt lag av sementbasert mørtel. Derefter blir et ioneledende lag av 4-6 cm Portland-sement eller med polymer modifisert betong påført ved støping eller sprøyting. After all rolls of the wire cloth have been laid out in this way and after any non-uniform shapes have been adapted at corners, edges etc., the cover 40 with the wire cloth 30 is embedded in a thin layer of cement-based mortar. Then an ion-conducting layer of 4-6 cm Portland cement or polymer-modified concrete is applied by casting or spraying.
Det bør bemerkes at under installering, dvs. efter at trådduken 30 er blitt lagt ut og festet, er det mulig å arbeide på overflaten, drive kjøretøy over denne etc. med liten eller ingen risiko for beskadigelse av trådduken og dessuten med den forsikring at en eventuell uttilsiktet brekkasje av flere strenger ikke uheldig vil påvirke den katodiske beskyttelsesvirkning på grunn av det forbedrede overskudd av trådduken. It should be noted that during installation, i.e. after the wire cloth 30 has been laid out and fixed, it is possible to work on the surface, drive vehicles over it etc. with little or no risk of damage to the wire cloth and furthermore with the assurance that a any accidental breakage of several strands will not adversely affect the cathodic protection effect due to the improved excess of the wire cloth.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO901119A NO169299C (en) | 1985-05-07 | 1990-03-09 | ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US73142085A | 1985-05-07 | 1985-05-07 | |
PCT/US1986/000933 WO1986006759A1 (en) | 1985-05-07 | 1986-04-28 | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure and method of installation |
NO870048A NO170291C (en) | 1985-05-07 | 1987-01-06 | CATHODIC PROTECTED, STEEL ALARMED CONCRETE CONSTRUCTION AND PROCEDURE FOR AA INSTALLING A COATED VALVE METAL ELECTRODE A CATHODIC PROTECTION SYSTEM FOR SUCH A CONSTRUCTION |
NO901119A NO169299C (en) | 1985-05-07 | 1990-03-09 | ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO901119L NO901119L (en) | 1987-03-03 |
NO901119D0 NO901119D0 (en) | 1990-03-09 |
NO169299B true NO169299B (en) | 1992-02-24 |
NO169299C NO169299C (en) | 1992-06-03 |
Family
ID=27484147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO901119A NO169299C (en) | 1985-05-07 | 1990-03-09 | ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO169299C (en) |
-
1990
- 1990-03-09 NO NO901119A patent/NO169299C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO169299C (en) | 1992-06-03 |
NO901119L (en) | 1987-03-03 |
NO901119D0 (en) | 1990-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4900410A (en) | Method of installing a cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure | |
US5759361A (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure | |
EP0222829B1 (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure and method of installation | |
EP0407348A1 (en) | Mesh anode and mesh separator for use with steel reinforced concrete | |
CA2189676A1 (en) | Galvanic protection of rebar by zinc wire and insulating coating | |
JP2966926B2 (en) | New electrode and cathodic protection system | |
US7807026B2 (en) | Discrete anode for cathodic protection of reinforced concrete | |
EP0186334A1 (en) | Cathodic protection system for reinforcing bars in concrete, a method of carrying out such protection and an anode for use in the method and system | |
US5098543A (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure | |
US5423961A (en) | Cathodic protection system for a steel-reinforced concrete structure | |
CA1314518C (en) | Cathodic protection system for reinforced concrete including anode of valve metal mesh | |
CA2075780C (en) | Anode structure for cathodic protection of steel-reinforced concrete and relevant method of use | |
NO169299B (en) | ROLLED VALVE METAL MAINTENANCE AND USE OF IT AS ANODE IN ROLLED STATE | |
NO170291B (en) | CATHODIC PROTECTED, STEEL ALARMED CONCRETE CONSTRUCTION AND PROCEDURE FOR AA INSTALLING A COATED VALVE METAL ELECTRODE A CATHODIC PROTECTION SYSTEM FOR SUCH A CONSTRUCTION | |
CA2195613C (en) | Ladder anode for cathodic protection of steel reinforcement in atmospherically exposed concrete | |
NO316639B1 (en) | Procedure for Cathodic Protection against Reinforcement Corrosion on Moist and Wet Marine Concrete Structures | |
CA1325789C (en) | Anode ribbon system for cathodic protection of steel- reinforced concrete | |
CN103119201B (en) | For anode and the manufacture method thereof of galvanic protection | |
US5104502A (en) | Cathodic protection system and its preparation | |
CA2181121C (en) | Flow through anode for cathodic protection systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |