[發明專利]脫鹽與裂縫修補同步進行的鋼筋混凝土結構耐久性修復方法及修復裝置

在審

• 申請號: 201410460747.5
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN105464394A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 方翔;陳龍;湯雁冰;李海洪;熊建波;范志宏;王勝年;房毅
• 申請（專利權）人: 中交四航工程研究院有限公司;廣州港灣工程質量檢測有限公司;廣州四航材料科技有限公司;中交四航巖土工程有限公司;中國港灣工程有限責任公司;中交第四航務工程局有限公司
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 劉菁菁

技術領域

本發明屬于混凝土結構修補與加固技術領域，具體涉及一種脫鹽與裂縫修補 同步進行的鋼筋混凝土結構耐久性修復方法及修復裝置。

背景技術

鋼筋銹蝕會造成混凝土裂縫以及剝落破壞，從而降低結構安全性和耐久性， 是引起混凝土結構性能降低的主要原因之一。對已出現鋼筋銹蝕的混凝土結構， 必須及時采取與銹蝕階段相對應的措施對其進行耐久性修復處理。

處于海洋等氯化物環境下的混凝土結構，氯離子是引發鋼筋銹蝕主要原因。 對已受氯離子污染的混凝土目前多采用鑿除舊有受污染混凝土并重新澆筑新混 凝土的修復方法。該法可徹底去除氯離子，但工程量大，耗費大量人力、物力， 并產生大量廢棄物。與此對應，電化學脫鹽能在保留舊有混凝土的基礎上，脫除 已侵入混凝土中的氯離子，是一種更為先進、更便捷的修復技術，可有效、快速 地恢復混凝土耐久性。該技術上世紀70年代開始研發，目前在國內外已有相應 的標準規范支撐，但相比國外，該技術在我國還僅僅出于起步階段，除個別示范 性工程外，未見大規模應用。

電化學脫鹽技術在耐久性問題出現初期(如僅僅發現鋼筋銹蝕，并未見銹脹 裂縫)是恢復結構耐久性的一種行之有效的方法。然而對于鋼筋銹蝕裂縫已較為 嚴重的情況，僅僅使用電化學脫鹽技術對恢復和提高結構耐久性的效果不佳。即 便采用電化學脫鹽技術使氯離子濃度下降至安全閾值以下，耐久性問題也會很快 反彈。這是由于結構中已出現裂縫，這些裂縫成為氯離子滲透的快捷通道，氯離 子將以比在完好混凝土中快得多的速度滲透至鋼筋表面，鋼筋很快便再次銹蝕。 對于受氯鹽侵蝕并出現裂縫的鋼筋混凝土，若要采用電化學脫鹽進行修復，必須 對裂縫進行修補。裂縫修補常用的方法有：對裂縫進行灌漿、表面封閉處理等等。 無論采取哪種方法，都會增加一個步驟，不可避免地增加工程量，使電化學脫鹽 的便捷性大打折扣。

上世紀80年代末由日本學者通過實驗證實電沉積技術可封閉混凝土中的裂 縫。目前該方法在國內外還是室內研究居多，僅有少量現場實驗。在實際中，施 工現場往往為待修補鋼筋混凝土帶來諸多意想不到的問題，因此利用電沉積技術 進行耐久性修復仍然一直難以得到有效實施。

發明內容

本發明的目的是提出一種脫鹽與裂縫修補同步進行的鋼筋混凝土耐久性修 復方法及裝置，在一次修復中同時解決鋼筋混凝土結構的脫鹽與裂縫修補問題。

為實現上述目的本發明提出以下技術方案：一種脫鹽與裂縫修補同步進行的 鋼筋混凝土結構耐久性修復裝置，其包括一圍繞著混凝土結構待修復區域而設置 的水槽，水槽不同槽面間的接合邊及水槽與混凝土結構的接合邊設置有防水密封 結構，水槽內添加有液面高于待修補區域的電解質溶液，所述電解質溶液為添加 了混合磷酸鹽作為pH緩沖劑的鎂鹽或鋅鹽，以待修復區域裂縫中的鋼筋作為陰 極，沿水槽內壁放置不銹鋼網作為陽極，把陰極和陽極分別通過電纜與恒電流電 源的負極和正極連接。

水槽以塑料制作，利用帶孔支撐件和螺栓固定成型，不銹鋼網與混凝土結 構表面保持5～20cm距離。

水槽以支架固定在混凝土結構上。

所述混合磷酸鹽為Na₂HPO₄:NaH₂PO₄＝0.45摩爾比的混合溶液。

所述電解質溶液中，鎂鹽或鋅鹽的濃度為0.05～1mol/L。

所述電解質溶液中，混合磷酸鹽濃度0.005mol/L～0.05mol/L。

一種使用了如上任一所述的裝置所完成的脫鹽與裂縫修補同步進行的鋼 筋混凝土耐久性修復方法，其特征在于采用以下步驟：

(1)針對非水下鋼筋混凝土結構梁或柱的待修補區域安裝好水槽；

(2)將不銹鋼陽極網鋪設在水槽內表面，陽極網通過電纜與恒電流電源的正 極連接；

(3)在混凝土中鉆孔至露出的鋼筋，將電線焊接在鋼筋并接至恒電流電源的 負極，焊接處用密封膠密封；

(4)往水槽加入添加了pH緩沖劑的電解質溶液；

(5)打開電源通入恒電流，使電流密度達到0.5～1.5A/m²；

(6)每隔6～8天根據電解質溶液體積的減少量補充鎂鹽或鋅鹽，并測量電解 質溶液pH值，若pH值降低則添加pH緩沖劑，使PH保持于6～7范圍；