本发明涉及对暴露于空气中的钢筋混凝土结构进行外加电流阴极保护所采用的一种导电层，属于金属防腐。 对液体中或土壤中的钢筋混凝土结构进行电化学阴极保护，这种方法早已众所周知。对暴露于空气中的钢筋混凝土结构的阴极保护的研究，始于1974年。美国和加拿大曾采用两种方案对钢筋混凝土桥面板实施阴极保护。第一种方案是在桥面板上表面铺摊一层沥青焦炭屑导电层，用压路机压平，硅铁块作为阳极埋置其中，由于这层砂浆的电阻率约为25Ωcm，因此这种导电层必须要有5cm厚，才能满足导电层低电阻的要求。由于这层混合物砂浆强度低，上面还要加一层5cm厚的沥青磨耗层，才能行车。第二种方案是在桥面板上表面每隔30cm开一道小沟，沟内放一根丝状阳极，再灌以导电聚合物浆体。反映以上现有技术的文献可参考1、R.F.stratfull，一座桥面板的实验性阴极保护，Transportation Research Record No500，1974;2、R.P.Brown，R.G.Powers，混凝土中钢阴极保护用导电材料应用现况，Corrosion'85，Paper Number 264，Pp8。显然，这两种方案对钢筋混凝土结构的底面和侧面不适用。因此，现在基本上仍然采用传统的凿除已锈蚀破坏部分的混凝土，再以喷射水泥砂浆予以修补的方法。而传统的方法工作量大，不经济，而且施工质量难以保证。
本发明的目的是针对现有技术的不足，发明一种同时具备高强度、低电阻率的导电层，能够方便地覆盖在需要阴极保护的钢筋混凝土结构的表面上，特别是底面或侧面。
我们在研究导电层的材料时，注意到矿渣碱水泥，它具有超高强、高早强、高均质性、低孔隙率、低收缩性、高耐蚀性、高耐磨性等一系列优点。反映矿渣碱水泥地技术文献有：В.Д.Глуховский，ШакощелочныЕ Цементы，Цемент，1985，Вып，3，Стр.11～12.
本发明的特征是采用碱液激发矿渣粉作为胶凝材料，代替已知技术中的热沥青或导电聚合物浆体，将该胶凝材料和作为导电载体的焦炭屑以一定配比混合制备矿渣碱焦炭导电材料，经过机械喷涂或者贴预制片等工艺过程，使本发明导电层牢固地覆盖于需要阴极保护的结构表面上。
本发明材料中，矿渣粉、碱性激发剂中的氧化钠、焦炭屑及水四种组分按重量比的范围为1∶（0.03～0.18）∶（1～2.5）∶（0.3～1.5）。矿渣粉选用水淬高炉矿渣粉、钢渣、锰渣、铜渣等冶金矿渣粉或电热磷渣粉，其细度是化学反应速度和程度的重要因素，要求粉粒比表面积为3000～4000cm2/g。碱性激发剂可选用水玻璃、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、或苏打熔融物等，水玻璃的模数对材料的导电性能有重要影响，要求其模数范围在0.5～2.7之间。焦炭屑是冶金焦炭大块（约8cm左右）粉碎后取0.3mm～5.0mm连续级配的颗粒。
本发明导电材料的制备可以在试验室进行，也可以在工地现场进行。首先将按比例称量好的矿渣粉和焦炭屑进行充分拌合，然后加入比例量的碱性激发剂，并充分搅拌，即为本发明导电材料。在加入碱性激发剂时，可以添加适量的减水剂如木质素磺酸盐、萘磺酸盐，以提高导电材料混合物的流动性。
将本发明导电材料直接涂覆在需要阴极保护的钢筋混凝土结构表面，经多次室内和现场试验证明，导电层具有足够的强度（10～40MPa）和导电率（电阻率仅1～10Ωcm），导电层厚度仅需5mm～10mm，就能使保护电流较均匀地分布于整个钢筋网上，起到了次阳极的作用。
本发明导电材料可以通过机械喷涂的方法在结构表面形成导电层。喷涂施工时，导电材料的优选配比（重量比）为：矿渣粉∶碱性激发剂中的氧化钠∶焦炭屑∶水∶减水剂＝1∶（0.08～0.15）∶（1.0～1.5）∶（0.6～1.2）∶（0.008～0.015）。机械喷涂的优点是施工程序少，进度快，导电层致密，强度较高。
本发明导电材料也可以制成5～10mm厚的薄板，贴到工作面上形成导电层。预制施工时，导电材料的优选配比（重量比）为：矿渣粉∶碱性激发剂中的氧化钠∶焦炭屑∶水＝1∶（0.03～0.08）∶（1.3～2.0）∶（0.6～1.0）。预制工艺的优点是电阻率均匀，设备能耗低，对劳动技术水平要求不高。
此外，对于侧面施工，人工涂抹本发明导电材料也是可行的，涂抹厚度5～10mm，导电层性能不变。
实施例1，机械喷涂形成本发明导电层，导电材料组分配比（重量比）为水∶高炉矿渣粉∶水玻璃中的氧化钠∶焦炭屑∶水∶减水剂＝1∶0.13∶1.5∶1.2∶0.01，矿渣粉细度为3500cm2/g，水玻璃模数为2.2，焦炭屑细度为0.3～2.5mm连续级配的颗粒，制备的导电材料装入喷桶，单桶喷头接上容积为70升左右的空压机，空气压力控制在4～7kg/cm2，喷涂前将阳极石墨棒以适当的方式（如用矿渣碱胶凝材料）固定在工作面一定位置上，然后将喷头对着工作面喷涂，一次喷涂即可达到规定的厚度。采用喷涂工艺，焦炭屑颗粒不要过大，0.6～0.3mm之间的颗粒要多些，这样可以减少回弹量，保证导电层具有良好的导电性能。
实施例2，贴预制板形成本发明导电层。导电材料组分配比（重量比）为50%水淬高炉矿渣粉加50%钢渣粉∶苏打熔融物中的氧化钠∶焦炭屑∶水＝1∶0.055∶1.64∶0.7，二种矿渣粉细度均为3500cm2/g，焦炭屑粒径为0.3mm～4mm连续级配的颗粒，制备的导电材料装入模具压实成型。该预制板为边长15cm、厚1cm的正方形薄板，电阻率2Ωcm，28天抗压强度达300号，与基础混凝土的粘结强度在10kg/cm2以上。预制板经1～3天的养护后就可贴工作面。在贴之前，须将工作面整平，涂上一层薄薄的矿渣碱胶凝体的腻子，然后将预制板贴上去，用手压一压，滑动两下即可形成约厚0.7～1.5mm的粘接层，约0.5小时后，腻子凝固。将阳极丝（镀铂钛丝或碳纤维绞线）埋入预制板缝中，用本发明导电材料嵌缝压实，经过适当养护，即可通电，实施阴极保护。
本发明导电层性能测试如附图所示，图1为工作面剖视图，图2为工作面俯视图。如图1所示，对被测钢筋混凝土板1进行反复交替的洒盐水烘干，使之钢筋遭受比较严重的腐蚀。对钢筋混凝土板1的一半喷涂本发明材料，形成约8mm厚的导电层3，整流器6的正极接石墨棒阳极5，负极接钢筋网2，保护电流从阳极通过导电层3均匀分布到整个钢筋混凝土表面，通过混凝土保护层流入钢筋，使钢筋得到均匀的阴极保护。将Cu/CuSO4参比电极插入测孔4，实测钢筋混凝土板1表面电位，阴极保护时等电位图如图2所示。由等电位线7可知保护范围基本上与导电层所覆盖的表面相一致。
采用本发明导电层，可以将外加电流阴极保护技术应用于非饱水的盐污染或碳化严重的环境中的钢筋混凝土结构，阻止其中的钢筋进一步腐蚀破坏，而不必将已腐蚀开裂的混凝土凿除，大大减轻修复工作量。敷设本发明导电层，材料来源广，成本低，工艺简单，保护参数易调节控制。
本发明导电层除前述阴极保护的主要用途，还有以下四方面用途：1.对于高层建筑与重要结构的避雷装置，特别是在土体干燥的沙漠地区，可以作为接地体的外层，能大大降低接地电阻。2.可以作为带电体如油罐表面防止电火花的覆盖层。3.可在大气中钢结构上涂覆介电型或离子型覆盖层后，再覆盖本发明材料导电层，进行阴极保护。4.由于本发明材料热容量高、导热性好，还可以用作大电流输变电系统中的大功率电阻器，代替金属电阻器，提高供电稳定性。