[发明专利]一种提高混凝土耐久性的方法

说明书

技术领域

本发明属于混凝土耐久性技术领域，具体涉及一种提高混凝土耐久性的方法。

背景技术

水泥混凝土因有原材料丰富、价格低廉与力学性能优越等优点，成为当今世界上应用最为广泛的建筑材料。但是，在工作环境和材料内部因素作用下，水泥混凝土常会遭受耐久性能的劣化，给国民经济和人民的生命财产安全造成巨大损害。

混凝土是一个典型的多孔介质材料；混凝土中的孔隙为环境中侵蚀性介质如水、O₂、CO₂、Cl^-和SO₄^2-等侵入提供了便利通道，由此引起氯盐腐蚀、冻融、碳化和化学侵蚀等混凝土耐久性病害，因此，孔隙是混凝土耐久性劣化的主要根源。

目前，应对混凝土耐久性劣化带来的危害途径主要有两种方式：一是从混凝土自身出发，通过改善混凝土自身特性（如密实性），使混凝土中多害孔减少，进而提高混凝土耐久性；二是采用表面防护涂层，用以抵制环境中各种侵蚀性介质，如水、O₂、CO₂、Cl^-和SO₄^2-等侵入，由此延长混凝土的服役寿命。其中，改善混凝土自身特性（如密实性），一般通过降低水灰比，掺入足够多的活性掺合料（如硅粉和矿渣微粉等）与高效减水剂的方法配置高性能混凝土；但是，此种方法会使混凝土的自收缩增大，早期易开裂，由此会使得高性能混凝土工程耐久性并不高。而采用表面涂层，如环氧防腐涂层、聚氨酯防腐涂层、氯化橡胶防腐涂层、高氯化聚乙烯防腐涂层、丙烯酸酯防腐涂层等易老化、表面涂层易脱落。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够有效提高混凝土耐久性的方法。

技术方案：本发明提供的一种提高混凝土耐久性的方法，包括以下步骤：

（1）将混凝土置于电解槽中，将电解槽分割成阳极池与阴极池，同时在阳极池与阴极池中分别设置阳极和阴极；

（2）在阳极池中注入浓度为0.05mol/L～0.4mol/L的偏铝酸盐溶液，在阴极池中注入浓度为0.01mol/L以上的钙盐溶液；

（3）在0-50℃温度下，在阳极和阴极之间施加6-24V/cm（相对于阳极、阴极之间的混凝土宽度）的外加电压进行电迁移反应3-28d。

步骤（1）中，所述阳极和阴极的电极材料为钛单质或合金、石墨、铂或金。

步骤（2）中，所述偏铝酸盐为偏铝酸钠和偏氯酸钾中的一种或两种。

步骤（2）中，所述钙盐溶液为氢氧化钙和硝酸钙中的一种或两种。

步骤（3）中，外加电压优选为6-12V/cm。

步骤（3）中，电迁移反应时间优选14-21d。

有益效果：本发明提供的提高混凝土耐久性的方法工艺简单、操作方便、成本低廉，采用电驱动偏铝酸根离子和钙离子的方法达到提高混凝土密实性和混凝土生成表面防护涂层的双重效果，大大提高了混凝土的耐久性。

具体而言，本发明的方法相对于现有技术具有以下突出的优势：

（1）效果好：本发明的方法采用电驱动偏铝酸根离子和钙离子的方法，以AlO₂^-为原材料，通过施加外加电场，一方面使偏铝酸根离子进入混凝土有害孔内与孔内的钙离子形成C-A-H晶体减小了有害孔的孔径，大大提高了混凝土的密实性，同时确保了混凝土材料在处理前后组成与性质的一致性，另一方面能够使钙离子和偏铝酸根离子反向溶出，使钙离子与阳极液中偏铝酸根在混凝土表面结晶生成C-A-H晶体，使偏铝酸根离子与阴极液中与钙离子在混凝土表面结晶生成C-A-H晶体，从而在混凝土表面沉积形成无机涂层；该方法兼有提高混凝土密实性和混凝土生成表面防护涂层的双重效果，提高混凝土的耐久性效果好；同时，避免了大量使用减水剂造成自收缩增大、混凝土易开裂、耐久性差的缺陷；

（2）本发明与采用其他离子如硅酸根离子相比效果更佳：相较于硅酸根离子，由于偏铝酸根与钙离子反应生成沉积的速度比较慢，因此可避免由于快速反应生成沉积物过早涂覆和堵塞混凝土的孔隙而限制偏铝酸根离子渗入的缺陷，可电驱动更多偏铝酸根离子进入混凝土，获得更好的密实混凝土效果，从而大大提高了混凝土的耐久性；

（3）绿色节能：本发明的方法绿色环保，不仅避免使用有机表面涂层造成表面涂层脱落污染环境，而且电驱动功率低，绿色环保；

（4）安全性高：本发明的方法采用较低电压，不仅能够达到较好的处理效果，而且没有触电的风险，安全性高。

具体实施方式