[發明專利]一種用于在役海工混凝土樁基礎的雙向電遷修復的方法

在審

• 申請號: 202310386978.5
• 申請日: 2023-04-12
• 公開（公告）號: CN116427399A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 盧向雨;史志航;顧卓然;鄭智騰;趙陽;馮興國
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D5/64
• 分類號: E02D5/64;C23F13/02;E02D27/12;E02D31/00;C04B41/53
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 周雅

本發明公開了一種用于在役海工混凝土樁基礎的雙向電遷修復的方法，包括以下步驟：構建以混凝土樁中的鋼筋為陰極，石墨板為陽極的電解槽；配置含有阻銹劑的飽和的Ca(OH)subgt;2/subgt;溶液作為電解液，加入氫氧化鈉使電解液為堿性；將電解液注入電解槽中，在陰極和陽極之間通過導線接入交流電源，開始雙向電遷移修復，電流密度為0.75～5A/㎡，當電解液PH小于7時，添加磷酸使其PH值增加至9，通電時間為20～28天后，結束通電。本發明采用方波電流進行電遷移實驗，可以減少氫脆現象的發生，減小對鋼筋力學性能的破壞，并且還能遷入更多的阻銹劑和遷入更多的氯離子，對鋼筋有更好的保護效果。

技術領域

本發明涉及電化學修復技術，尤其涉及一種用于在役海工混凝土樁基礎的雙向電遷修復的方法。

背景技術

鋼筋混凝土因具有成本低廉、堅固耐用且材料來源廣泛等優點，普遍應用在海港建設等工程中，在役海工混凝土樁由于長期處于海港環境之中，鋼筋混凝土的銹蝕問題不斷出現。混凝土在多種因素例如二氧化碳和氯離子侵蝕的影響下，使在堿性環境中形成的附著于鋼筋表面的鈍化膜被破壞，導致鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕使混凝土的結構遭到嚴重破壞，造成了巨大的直接和間接的經濟損失。因此，除去混凝土中的氯離子可以很大程度上緩解鋼筋的銹蝕問題。

現有的鋼筋混凝土結構的修復技術包括傳統修復法、電化學除氯法、電遷移阻銹法等。但是，傳統修補法由于鋼筋表面存在新舊混凝土產生的電位差，而且氯離子很難被完全除去，可能會再次發生銹蝕；電遷移阻銹法應用范圍較窄，且并未考慮結構受到氯鹽侵蝕的情況；電化學除氯法只是除去了原本混凝土內部的氯離子，但是之后鋼筋仍處于活性狀態，鋼筋仍會被腐蝕。在此基礎上浙江大學結構工程研究所金偉良提出了雙向電遷移修復技術既可以除去氯離子又可向鋼筋遷移緩蝕劑，在混凝土結構修復方面具有廣泛應用前景。但由于使用恒定電流進行電遷移過程中，鋼筋表面的陰極析氫會破壞鋼筋/混凝土界面結合力，同時使鋼筋存在析氫風險，雙向電遷移修復技術仍需進一步優化。

發明內容

發明目的：本發明旨在提供一種用于在役海工混凝土樁基礎的基于交流電源的雙向電遷修復的方法。

技術方案：本發明所述的用于在役海工混凝土樁基礎的雙向電遷修復的方法，包括以下步驟：

(1)構建以混凝土樁中的鋼筋為陰極，石墨板為陽極的電解槽；

(2)配置含有阻銹劑的飽和的Ca(OH)₂溶液作為電解液，加入氫氧化鈉使電解液為堿性；

(3)將電解液注入電解槽中，在陰極和陽極之間通過導線接入交流電源，開始雙向電遷移修復，電流密度為0.75～5A/㎡，當電解液PH小于7時，添加磷酸使其PH值增加至9，通電時間為20～28天后，結束通電。

優選的，步驟(3)中交流電源為方波電源，電流的峰谷值比為4～5。

進一步的，步驟(3)中方波電源通電設置為大電流密度通電一小時后小電流密度再通電一小時，交替通電。

進一步的，大電流密度i₁：

小電流密度i₂：

通電天數D：

其中，d為混凝土樁的使用年限。

優選的，混凝土樁使用年限在60年以上，方波電源的電流密度3A/㎡，通電一小時，接著電流密度0.75A/㎡，通電一小時，交替通電，通電20天；混凝土樁使用年限在30-60年，方波電源的電流密度4A/㎡，通電一小時，接著電流密度1A/㎡，通電一小時，交替通電，通電28天；混凝土樁使用年限在30年以內，方波電源的電流密度5A/㎡，通電一小時，接著電流密度1A/㎡，通電一小時，交替通電，通電28天。