[發明專利]一種電化學萃取混凝土中氯離子的改進方法

有效

• 申請號: 201611126710.4
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106637232B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 李悅;林輝;趙暢;謝夢洋
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23F13/16
• 分類號: C23F13/16;C23F13/06;E04B1/64;E04G23/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種電化學萃取混凝土中氯離子的改進方法，涉及無損修補加固領域。其中(1)MgO(M)與磷酸鹽(P)的摩爾比例M/P為4～5；(2)緩凝劑摻量是氧化鎂質量的5～10wt％；(3)水膠比：0.14～0.16；(4)導電材料摻量是氧化鎂質量的0.01％～0.05％；(5)電解液質量百分比濃度：10％～15％；(6)碳纖維布：抗拉強度≥2500MPa，每米電阻：35～40Ω/m。本發明通過碳納米管對磷酸鎂水泥導電性進行改善，用其粘結碳纖維布得到外部陽極材料，以用十六烷基三甲基溴化銨改性后的納米硅酸鈣為電解液，外接直流電源，在除氯加固的同時對混凝土內部結構進行修補。該方法使混凝土的電化學除氯效率明顯提高，有效降低了鋼筋?混凝土之間粘結力的損失。

技術領域

本發明涉及一種鋼筋混凝土電化學除氯的改進方法，屬于鋼筋混凝土電化學領域，可用于結構混凝土的無損修補與加固。

背景技術

鋼筋混凝土因其良好的結構性能和耐久性被廣泛用于土木工程中，但在鋼筋混凝土結構服役過程中，由于外界環境侵蝕引起的鋼筋銹蝕是目前混凝土結構最常見的破壞形式。但從大多數鋼筋混凝土的破壞形式來看，氯鹽侵蝕引起的鋼筋銹蝕是破壞鋼筋混凝土結構的主要元兇。目前，電化學脫鹽是鋼筋混凝土結構除氯的主要方式，在電場的作用下，以混凝土中鋼筋為陰極，通過外加陽極形成閉合回路。鋼筋混凝土中帶正電的離子向鋼筋附近區域移動，而帶負電的Cl^-在電場的驅動下向外加陽極方向遷移，達到除氯效果。

現有的除氯技術中，常見的外部陽極材料有普通鋼絲網、鈦網和水泥基導電層，常見的電解液有Ca(OH)，LiOH，NaOH以及含有陽離子阻銹劑或Na₂B₄O₇·10H₂O的飽和堿溶液。但上述除氯裝置在除氯過程中存在一定弊端：普通鋼絲網除氯過程中容易銹蝕，除氯效果不佳；鈦網價格昂貴，大面積鋪設困難；水泥及導電層適合大垂直面結構，應用范圍受限。同時，除氯對鋼筋混凝土性能有不利影響，所用電解液對混凝土內部結構修補效果差。因此，提出了以磷酸鎂水泥膠結碳纖維布作外部陽極，實現混凝土結構的除氯與加固，選用改性納米硅酸鈣為電解液，在除氯的同時對混凝土內部進行修補的新方法。該方法能夠在除氯的同時實現混凝土結構的加固，簡化了傳統方法中先除氯后加固的過程，納米硅酸鈣的引入促進了混凝土中未反應顆粒的水化，起到一定的修補作用，為鋼筋混凝土無損修補與加固方法的應用奠定基礎。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是：針對混凝土除氯傳統方法的改進，實現除氯加固一體化，改善除氯后鋼筋混凝土性能損失嚴重的問題。因此，公布了一種以磷酸鎂水泥膠結碳纖維布作外部陽極，以改性納米硅酸鈣為電解液，萃取混凝土中氯離子的新方法。

本發明的技術特征：通過對導電性差的磷酸鎂水泥進行改性，用其粘結碳纖維布得到外部陽極材料，以改性納米硅酸鈣為電解液，在除氯加固的同時對混凝土內部結構進行修補。所述材料配比及參數如下：

(1)MgO(M)與磷酸鹽(P)的摩爾比例M/P：4～5；

(2)緩凝劑摻量：是氧化鎂質量的5～10wt％；

(3)水膠比：0.14～0.16；

(4)導電材料摻量：是氧化鎂質量的0.01％～0.05％；

(5)電解液質量百分比濃度：10％～15％；

(6)碳纖維布：抗拉強度≥2500MPa，每米電阻：35～40Ω/m。

所述的磷酸鎂水泥為1600℃煅燒鎂砂；死燒MgO的煅燒溫度在1600℃以上，

所述的磷酸鹽為工業級磷酸二氫鉀；

所述的緩凝劑為硼砂；

所述的導電材料為碳納米管；