预应力钢筒混凝土管（Prestressed ConcreteCylinder Pipe，PCCP）是在带钢筒（薄钢筒的厚度约1.5mm～2.0mm左右）的混凝土管芯上缠绕一层或二层环向预应力钢丝，并用水泥砂浆保护而制成的管子。

PCCP管的特点

1. 具有较好的抗渗性

2. 密封性能良好

3. 可减缓或克服一定程度上的土壤应力影响

4. 承受内水压力高可达2～3MPa，可达5MPa

5. 混凝土的高pH值减缓了腐蚀，易施加阴极保护

6. 造价低

PCCP管的阴极保护面临的问题

PCCP管的阴极保护主体有两个前提条件，一是保护对象是预应力钢筋；二是被保护的钢是在混凝土包裹之中的。对于PCCP管施加阴极保护有个大忌，就是预应力钢的氢脆问题，如果这一问题处理不好，将使得PCCP管非但得不到保护反而加速腐蚀。正是这一原因，NACE SP 0100标准中规定了IV级钢筋不得采用阴极保护，由于美国早期PCCP管内使用的IV级钢筋线，使阴极保护无法实施。在中国一直没有采用高强度的IV级钢筋。

PCCP管的腐蚀

PCCP管的腐蚀可分两类: 一类是由于腐蚀性介质的作用, 使混凝土腐蚀而破坏, 钢筋失去了正常的保护并遭受腐蚀；另一类是混凝土未遭受明显的腐蚀, 但混凝土保护层的中性化或其它原因使钢筋遭受腐蚀。

在PCCP管中，混凝土内的微小气孔含有高浓度的可溶性钙、钠和氧化钾，这些物质构成氢氧化物，当存在水时，氢氧化物碱性极强，这导致了pH值为12～13的强碱性条件。在上述碱性条件下，钢材表面形成一层稠密、难以穿透的薄膜的钝化层，将防止钢材的进一步腐蚀。

然而，在不损毁混凝土的前提下，两种条件可以破坏混凝土中的钝化环境，它们是：碳化作用和氯化物侵袭。PCCP失效原因还有很多，如氢脆、杂散电流等。

对于已经埋入地下的PCCP管在土壤中的腐蚀，可以参照ASTM C867修正版本，通过自然电位来判断腐蚀的可能性的强弱，表1是ASTM C 867的指标。

表1 钢在混凝土中的腐蚀性（ASTM C 867）

钢在混凝土中自然电位（相对参比电极）				腐蚀可能性判断
Cu/CuSO4	Ag/AgCl/1.0MKC	标准氢电极	甘汞
﹥-200mV	﹥-100mV	+120mV	﹥-80mV	低（10%腐蚀危险）
-200 ~ -350 mV	-100 ~ -250 mV	+120 ~ 30mV	-80 ~ -230mV	中等
﹤-350  mV	﹤-250mV	-30mV	﹤-230mV	腐蚀性高（﹥90%腐蚀危险）
﹤-500mV	﹤-400mV	-180mV	﹤-380mV	严重腐蚀

PCCP管阴极保护机理探讨

根据电化学的原理，当对PCCP管的钢筋施加一个阴极电流后，使钢筋上的腐蚀点（阳极）电位负移，成为阴极，达到控制腐蚀的目的。由于这一技术还有除去氯化物和脱盐，克服碳化作用，使pH值增高（电化学再碱化）的功能，所以埋地PCCP管选择阴极保护是一项明智的选择。图2是原理示意。

 

                                  图2 埋地或水下阴极保护原理图

PCCP管阴极保护时要考虑三个因素：

1. 必须具有足够电流来抑制阳极反应；

2. 在保证电流足够的前提下，负电位应尽量小；

3. 预应力钢筋不应超出析氢电位（-1000mV,CSE），以防氢脆变。

通常PCCP阴极保护所需的电流密度都比较低，由于自然电位较正，所以只需很低的保护电位就可满足要求，标准中常采用-100mV偏移为准则。