[发明专利]一种电化学萃取混凝土中氯离子的改进方法

说明书

一种电化学萃取混凝土中氯离子的改进方法，涉及无损修补加固领域。其中(1)MgO(M)与磷酸盐(P)的摩尔比例M/P为4～5；(2)缓凝剂掺量是氧化镁质量的5～10wt％；(3)水胶比：0.14～0.16；(4)导电材料掺量是氧化镁质量的0.01％～0.05％；(5)电解液质量百分比浓度：10％～15％；(6)碳纤维布：抗拉强度≥2500MPa，每米电阻：35～40Ω/m。本发明通过碳纳米管对磷酸镁水泥导电性进行改善，用其粘结碳纤维布得到外部阳极材料，以用十六烷基三甲基溴化铵改性后的纳米硅酸钙为电解液，外接直流电源，在除氯加固的同时对混凝土内部结构进行修补。该方法使混凝土的电化学除氯效率明显提高，有效降低了钢筋‑混凝土之间粘结力的损失。

技术领域

本发明涉及一种钢筋混凝土电化学除氯的改进方法，属于钢筋混凝土电化学领域，可用于结构混凝土的无损修补与加固。

背景技术

钢筋混凝土因其良好的结构性能和耐久性被广泛用于土木工程中，但在钢筋混凝土结构服役过程中，由于外界环境侵蚀引起的钢筋锈蚀是目前混凝土结构最常见的破坏形式。但从大多数钢筋混凝土的破坏形式来看，氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀是破坏钢筋混凝土结构的主要元凶。目前，电化学脱盐是钢筋混凝土结构除氯的主要方式，在电场的作用下，以混凝土中钢筋为阴极，通过外加阳极形成闭合回路。钢筋混凝土中带正电的离子向钢筋附近区域移动，而带负电的Cl^-在电场的驱动下向外加阳极方向迁移，达到除氯效果。

现有的除氯技术中，常见的外部阳极材料有普通钢丝网、钛网和水泥基导电层，常见的电解液有Ca(OH)，LiOH，NaOH以及含有阳离子阻锈剂或Na₂B₄O₇·10H₂O的饱和碱溶液。但上述除氯装置在除氯过程中存在一定弊端：普通钢丝网除氯过程中容易锈蚀，除氯效果不佳；钛网价格昂贵，大面积铺设困难；水泥及导电层适合大垂直面结构，应用范围受限。同时，除氯对钢筋混凝土性能有不利影响，所用电解液对混凝土内部结构修补效果差。因此，提出了以磷酸镁水泥胶结碳纤维布作外部阳极，实现混凝土结构的除氯与加固，选用改性纳米硅酸钙为电解液，在除氯的同时对混凝土内部进行修补的新方法。该方法能够在除氯的同时实现混凝土结构的加固，简化了传统方法中先除氯后加固的过程，纳米硅酸钙的引入促进了混凝土中未反应颗粒的水化，起到一定的修补作用，为钢筋混凝土无损修补与加固方法的应用奠定基础。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对混凝土除氯传统方法的改进，实现除氯加固一体化，改善除氯后钢筋混凝土性能损失严重的问题。因此，公布了一种以磷酸镁水泥胶结碳纤维布作外部阳极，以改性纳米硅酸钙为电解液，萃取混凝土中氯离子的新方法。

本发明的技术特征：通过对导电性差的磷酸镁水泥进行改性，用其粘结碳纤维布得到外部阳极材料，以改性纳米硅酸钙为电解液，在除氯加固的同时对混凝土内部结构进行修补。所述材料配比及参数如下：

(1)MgO(M)与磷酸盐(P)的摩尔比例M/P：4～5；

(2)缓凝剂掺量：是氧化镁质量的5～10wt％；

(3)水胶比：0.14～0.16；

(4)导电材料掺量：是氧化镁质量的0.01％～0.05％；

(5)电解液质量百分比浓度：10％～15％；

(6)碳纤维布：抗拉强度≥2500MPa，每米电阻：35～40Ω/m。

所述的磷酸镁水泥为1600℃煅烧镁砂；死烧MgO的煅烧温度在1600℃以上，

所述的磷酸盐为工业级磷酸二氢钾；

所述的缓凝剂为硼砂；

所述的导电材料为碳纳米管；