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· 作用原理：

· 降低接地電阻：焦炭導(dǎo)電性能良好，作為填充料可增加陽(yáng)極與周圍土壤的接觸面積，降低陽(yáng)極地床的接地電阻，使電流能更順暢地通過土壤傳導(dǎo)，提高陰極保護(hù)系統(tǒng)的效率。

· 改善電流分布：在深井陽(yáng)極周圍形成均勻?qū)щ妼樱兄陔娏髟谕寥乐芯鶆蚍植�，避免電流局部過度集中，減少金屬結(jié)構(gòu)因電流密度過大導(dǎo)致的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，確保被保護(hù)金屬各部分都能獲得足夠保護(hù)電流，提高整體保護(hù)效果。

· 保護(hù)陽(yáng)極本體：在陽(yáng)極與土壤間形成隔離層，防止土壤中有害物質(zhì)（如氯離子、硫酸根離子等）對(duì)陽(yáng)極的腐蝕，還能降低陽(yáng)極因土壤壓實(shí)、膨脹等物理作用受到的機(jī)械損傷，延長(zhǎng)陽(yáng)極使用壽命，降低維護(hù)成本。

· 維持土壤環(huán)境穩(wěn)定：具有良好的透氣性，可使深井陽(yáng)極電解過程中產(chǎn)生的氣體（如氫氣、氧氣等）順利排出，維持土壤環(huán)境穩(wěn)定性。同時(shí)能吸收和儲(chǔ)存一定水分，保持陽(yáng)極周圍土壤濕度，為陽(yáng)極反應(yīng)提供有利環(huán)境。

· 材料特性：

· 多孔碳質(zhì)材料：含碳量≥85%，具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和導(dǎo)電性。電阻率為 0.5-1.5Ω?m，介于陽(yáng)極材料（如高硅鑄鐵，電阻率 10??Ω?m）與深層土壤（電阻率 10-100Ω?m）之間，可形成 “陽(yáng)極 - 焦炭 - 土壤” 三級(jí)電阻過渡層，降低界面電阻 60% 以上，避免因電阻突變導(dǎo)致電流分布不均。

· 孔隙率：孔隙率通常為 40%-50%，顆粒堆積形成的三維孔隙結(jié)構(gòu)為 OH?等反應(yīng)離子提供快速擴(kuò)散通道，能使離子遷移速率提升 40%，減少陽(yáng)極表面堿化層堆積，降低析氧過電位 0.15-0.2V，進(jìn)而使陽(yáng)極工作電壓降低 15%-20%。

· 彈性模量：彈性模量為 5-15GPa，介于地層巖石（>50GPa）與陽(yáng)極套管（210GPa）之間，可吸收凍土區(qū)凍脹壓力（最大 8MPa）、采空區(qū)塌陷沖擊（瞬時(shí)應(yīng)力 20MPa）等，像 “彈性護(hù)甲” 一樣通過顆粒重排分散應(yīng)力，避免陽(yáng)極因剛性碰撞而斷裂。

· 疏水性：焦炭具有疏水性，接觸角 > 120°，其孔隙 “迷宮效應(yīng)” 使 Cl?滲透率降低 75%，SO???侵蝕速率下降 60%，能顯著降低陽(yáng)極基體腐蝕速率。

· 施工應(yīng)用要點(diǎn)：

· 材料選擇：固定碳含量≥90%，確保導(dǎo)電性與化學(xué)穩(wěn)定性；灰分含量≤8%，避免 SiO?、Al?O?等雜質(zhì)提升電阻率或引發(fā)副反應(yīng)；粒徑一般為 5-15mm 連續(xù)級(jí)配，孔隙率控制在 40%-50%，確保填料密實(shí)度與透氣性平衡。

· 回填工藝：可采用濕式回填法，將焦炭與 5%-10% 水分混合后泵入井底，利用泥漿頂升技術(shù)消除架空現(xiàn)象，確保壓實(shí)密度≥1.2t/m?；也可使用分段回填技術(shù)，每下放 5m 陽(yáng)極段即回填焦炭，同步插入聚乙烯導(dǎo)氣管，避免氣阻效應(yīng)。

· 導(dǎo)流結(jié)構(gòu)：采用雙層鋼套管預(yù)包裝模塊，外層套管開孔率 15%-20%，內(nèi)層套管填充焦炭，實(shí)現(xiàn)機(jī)械保護(hù)與導(dǎo)電功能的雙重保障。還可在焦炭層中添加 5%-8% 石膏，利用其吸濕 - 放濕特性維持孔隙濕度在 60%-75% RH，保障電解液連續(xù)性。