[实用新型]基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统

说明书

技术领域

本实用新型专利属于海港工程混凝土结构修补加固领域，具体涉及一种针对海港工程环境中，混凝土构件遭受氯离子侵蚀导致的耐久性劣化、功能失效的修补加固。

技术背景

上世纪80年代以来，我国大量已建海港工程构造物随着时间的推移，大量氯离子侵入混凝土内部，加速钢筋的锈蚀，已出现材料劣化、结构功能降低的现象。为了保证我国既有海港工程构造物安全、正常地运营，对于已经出现材料劣化、功能降低的既有构造物，必须采取合理的维修对策，恢复其良好的使用功能和保证其安全的使用状态，并最大限度地延长其使用寿命。不久的将来，维修和改造将是我国重要基础设施维护的重点方向。

氯离子导致的钢筋锈蚀的修复方案可以选用补丁修补法和电化学脱盐修复法等方法。

补丁修补法是指用修补砂浆或混凝土修补构件中出现混凝土剥落、空鼓、裂缝的位置，这样修补后，已修补区域和未修补区域往往存在腐蚀电位差，会加速未修补区域的腐蚀。采用补丁法修复后，结构的目标使用寿命往往比较短，少则3年，多则5年结构就会再次失效，急需开发一种能够彻底清除混凝土中氯离子，使钢筋重新恢复钝化的混凝土结构修补加固系统方法。

目前，没有“基于电化学脱盐的混凝土结构修补加固系统”方面的专利，关于电化学脱盐技术有四个专利，分别是《一种钢筋混凝土电化学除盐循环装置》（ZL200620095539.0）；《一种钢筋混凝土电化学除盐电解质溶液》(ZL200610018508)；《混凝土电化学脱盐监测装置》(ZL200820202746.0)；《一种混凝土电化学脱盐系统》(ZL200820206218.2)。前3个专利分别提出了一种电化学除盐的循环装置的理念、电化学除盐的电解质溶液和电化学脱盐的监测装置，均只涉及到电化学脱盐方法的某个部分。《一种混凝土电化学脱盐系统》（ZL200820206218.2）专利中提及的电化学脱盐方法主要针对电化学脱盐过程，并没有对电化学脱盐前、电化学脱盐后的修补加固过程进行规定，并不构成一种完整的修补加固方法。该专利中提出的两层纤维加钛网的阳极系统，因钛网的价格较高，难于在大面积实际工程中应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种从混凝土构件的检测、脱盐及修复等各方面进行全方位修补加固海港工程混凝土修补加固系统的方法。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统，其包括以下组成：

电化学脱盐处理前混凝土构件的表面修补处理结构，所述混凝土构件的表面修补处理结构包括加厚至10~20mm的混凝土保护层；

电化学脱盐处理系统，所述电化学脱盐处理系统包括：

-划分于待脱盐混凝土区域的若干个阳极区，所述阳极区以金属阳极网作为阳极，每一阳极区设置一根独立的阳极引线自金属阳极网延伸至电源正极，将金属阳极网覆盖在混凝土构件表面，使金属阳极网与混凝土构件表面具有3~5cm的间隔；

-阴极，所述阴极为混凝土构件中的钢筋，从每个阳极区的表层钢筋引出阴极引线；

-喷射于混凝土构件表面的浸泡氢氧化钙溶液的木质纤维，喷射木质纤维后的混凝土构件以土工布包裹，所述阳极引线和阴极引线分别接至直流电源。

中对承载力不满足设计要求的构件，所述基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统还进一步包括在电化学脱盐处理后设置于混凝土构件表面的碳纤维加固层，以提高结构和构件的安全性能；

对承载力满足设计要求的构件，所述基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统还进一步还包括电化学脱盐处理后涂抹于混凝土构件表面的环氧材料封闭层，以提高构件的耐久性能。

具体来说，每个阳极区的面积为120~160m²，每一阳极区划分为若干个阳极辅区，每个阳极辅区由一片独立的金属阳极网构成，金属阳极网的面积为15~25m²，各个阳极辅区相互间保持绝缘、电阻相当，并联至所述阳极引线。

优选地，所述金属阳极网为钛网或铁网。

电化学脱盐处理中按钢筋面积计算的电流密度为1~2A/m²，通电时间为6~8个星期，混凝土的通电量为1200A·h/m²~1500A·h/m²，以混凝土中的氯离子占混凝土质量的百分比含量降低至0.05%作为停止通电的判断依据。

在电化学脱处理中通电结束后，检测混凝土中的氯离子含量，并在脱盐结束后2~3个月检测钢筋的自腐蚀电位，根据脱盐后混凝土中的氯离子浓度和钢筋的自腐蚀电位评价电化学脱盐的效果。