[發(fā)明專利]一種缺陷混凝土電化學加固修復方法

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• 申請日: 2017-10-15
• 公開（公告）號: CN107558753A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 王檔良;劉洪華;于洪波
• 申請（專利權）人: 吳騰飛
• 主分類號: E04G23/02
• 分類號: E04G23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及混凝土領域，具體涉及一種缺陷混凝土電化學修復加固方法。

背景技術

混凝土與其他用于建筑物的材料相比，造價低、耐久、取材方便，因此成為現(xiàn)今地下設施結構、房屋建筑、橋隧結構、水下工程、海灣港口等土木建設工程的主要材料。但是，混凝土由于內部結構與水化產物的原因，易受空氣、地下水及土壤中的有害成分的化學侵蝕，造成其強度、體積變形和使用壽命等缺陷，導致其性能的下降。以致目前較多混凝土結構的房屋未達到預定的服役年限就提前失去原有結構功能。

混凝土耐久性破壞又可分為凍融破壞、堿集料反應、混凝土碳化、硫酸鹽侵蝕和氯離子侵蝕等。

混凝土耐久性破壞中混凝土的碳化是指混凝土內水泥石中的氫氧化鈣、C-S-H凝膠等與空氣中的二氧化 碳、在濕度相宜時發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣和水，也稱混凝土的中性化。碳化作用對于混凝土的弊端在于：a、減弱了混凝土對鋼筋的保護作用。 b、增加混凝土的收縮。 c、氫氧化鈣的大量流失,導致C-S-H凝 膠分解,混凝土粉化。

混凝土耐久性破壞中有害離子：

（1）氯離子：氯離子的滲透能力強,易滲入混凝土內,使混凝土的鋼筋表面局部產生腐蝕電池。

Fe- 2e = Fe2+ ； 2Cl- + Fe2 + + nH2O = FeCl2·nH2O ； FeCl2·nH2O → Fe(OH)2 + 2Cl- 。

鋼筋表面氯離子濃度達到臨界氯離子濃度所需的時間，主要取決于混凝土的質量、保護層厚度、環(huán)境溫濕度、鋼筋產生銹蝕的閾值濃度等因素。

(2)硫酸鹽侵蝕 硫酸根離子與水泥石中的水化鋁酸鈣作用生 成高硫型水化硫鋁酸鈣，其反應式為，生成的高硫型水化硫鋁酸鈣含有大量的結晶水，比原體積增加1.5倍以上，因此對水泥石起 極大的膨脹破壞作用。

a、硫酸鹽對混凝土腐蝕過程當中，因鈣礬石的形成 而導致嚴重開裂。 b、當氯鹽存在時，將通過膨脹通道加速擴散過程， 加劇鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕。 c、當硫酸鹽和氯鹽復合存在時，會嚴重降低鋼筋混 凝土的耐久性和服役壽命。

堿—集料反應 ：集料中的活性氧化硅與水泥中的堿性氧性 物之間的化學作用。這種反應的結果是在集料 表面生成了復雜的堿硅酸凝膠，在不斷吸水的情況下，體積會無限膨脹，會把水泥石脹裂并 產生膠體外流等現(xiàn)象，嚴重地損壞混凝土的結 構。

凍融破壞 ：混凝土在飽水狀態(tài)下因凍融循環(huán)產生的破 壞作用稱為凍融循環(huán)破壞。 混凝土處于飽水狀態(tài)和凍融循環(huán)交替作用 是混凝土發(fā)生凍融破壞的必要條件。

關于混凝土缺陷，我國規(guī)范《混凝土結構加固設計規(guī)范》 GB50367-2013給出了具體加固方法為:針對強度不夠，可以選用侵泡纖維或纖維復合材料粘貼以達到增強強度的目的；針對內部缺陷，可以選用水泥、超細水泥、環(huán)氧樹脂漿液、聚氨酯漿液等材料進行注射或者灌漿的方式進行加固。

規(guī)范中提供的兩種方法存在以下缺陷： (1)貼纖維或纖維復合材料只是一種表面處理方法，無法從根本上解決問題；（2）注射或者灌注水泥類、環(huán)氧類、聚氨酯類注漿材料，存在混凝土加固不均問題；(3)以上兩種方法對氯離子和硫酸根離子產生的腐蝕危害沒法處理。

現(xiàn)有的技術中缺少針對缺陷混凝土電化學加固修復方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明是利用電滲、電泳技術，在電場作用下將專用加固材料通過電場（電流、電泳）作用，運送到混凝土內部孔隙、裂隙缺陷位置與舊混凝土發(fā)生電化學反應，從而達到加固和修復的目的，其方法在與設置三陽極，其中陽極1和陽極2平行設置，陽極3與陽極1和陽極2垂直，且不在一個平面，呈三維設置，同時將混凝土和鋼筋中的氯離子和硫酸根離遷移到正極，以犧牲陽極法除去混凝土中有害離子（氯離子、硫酸根離子）。

本發(fā)明的目的在于提供一種工作性能好、針對缺陷混凝土電化學加固修復方法。

本發(fā)明的技術解決方案是：一種缺陷混凝土電化學電滲修復加固方法，其特征包括如下步驟：

（1）在有缺陷的混凝土加上直流電源，使混凝土的正反兩個面分別在不同的電極影響范圍；

（2）將配置好的專用加固材料涂刷在缺陷混凝土的正極面；

（3）通電使得專用的電滲材料在電場的作用下進入缺陷混凝土的空隙，并與舊混凝土發(fā)生化學-電化學反應，加固材料和混凝土孔隙骨架重新固化，生產強度高、耐久性強的混凝土；