[发明专利]一种缺陷混凝土电化学电渗修复加固装置

说明书

本发明涉及一种缺陷混凝土电化学电渗修复加固装置，主要用于土木建筑的主体和框架结构中，本发明与传统的阴极保护系统相结合，实现比在常规阴极保护系统中更好的相同程度。在电场作用下，从混凝土中转移污染物离子，然后立即进行阴极保护，通过在外部阳极、外部阴极与控制系统之间设置微电流监控传感器、微电流记录分析系统，实现了智能化控制，提供一种工作性能好、低成本智能化、施工方便的缺陷混凝土电化学电渗修复加固装置。

技术领域

本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种缺陷混凝土电化学电渗修复加固装置。

背景技术

混凝土与其他用于建筑物的材料相比，造价低、耐久、取材方便，因此成为现今地下设施结构、房屋建筑、桥隧结构、水下工程、海湾港口等土木建设工程的主要材料。但是，混凝土由于内部结构与水化产物的原因，易受空气、地下水及土壤中的有害成分的化学侵蚀，造成其强度、体积变形和使用寿命等缺陷，导致其性能的下降。以致目前较多混凝土结构的房屋未达到预定的服役年限就提前失去原有结构功能。

混凝土耐久性破坏又可分为冻融破坏、碱集料反应、混凝土碳化、硫酸盐侵蚀和氯离子侵蚀等。

混凝土耐久性破坏中混凝土的碳化是指混凝土内水泥石中的氢氧化钙、C-S-H凝胶等与空气中的二氧化 碳、在湿度相宜时发生化学反应，生成碳酸钙和水，也称混凝土的中性化。碳化作用对于混凝土的弊端在于：a、减弱了混凝土对钢筋的保护作用。 b、增加混凝土的收缩。 c、氢氧化钙的大量流失,导致C-S-H凝 胶分解,混凝土粉化。

混凝土耐久性破坏中有害离子：

（1）氯离子：氯离子的渗透能力强,易渗入混凝土内,使混凝土的钢筋表面局部产生腐蚀电池。

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

钢筋表面氯离子浓度达到临界氯离子浓度所需的时间，主要取决于混凝土的质量、保护层厚度、环境温湿度、钢筋产生锈蚀的阈值浓度等因素。

(2)硫酸盐侵蚀 硫酸根离子与水泥石中的水化铝酸钙作用生 成高硫型水化硫铝酸钙，其反应式为，生成的高硫型水化硫铝酸钙含有大量的结晶水，比原体积增加1.5倍以上，因此对水泥石起 极大的膨胀破坏作用。

a、硫酸盐对混凝土腐蚀过程当中，因钙矾石的形成 而导致严重开裂。 b、当氯盐存在时，将通过膨胀通道加速扩散过程， 加剧钢筋混凝土中钢筋的腐蚀。 c、当硫酸盐和氯盐复合存在时，会严重降低钢筋混 凝土的耐久性和服役寿命。

碱—集料反应 ：集料中的活性氧化硅与水泥中的碱性氧性 物之间的化学作用。这种反应的结果是在集料 表面生成了复杂的碱硅酸凝胶，在不断吸水的情况下，体积会无限膨胀，会把水泥石胀裂并 产生胶体外流等现象，严重地损坏混凝土的结 构。

冻融破坏 ：混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破 坏作用称为冻融循环破坏。 混凝土处于饱水状态和冻融循环交替作用 是混凝土发生冻融破坏的必要条件。

关于混凝土缺陷，我国规范《混凝土结构加固设计规范》 GB50367-2013给出了具体加固方法为:针对强度不够，可以选用侵泡纤维或纤维复合材料粘贴以达到增强强度的目的；针对内部缺陷，可以选用水泥、超细水泥、环氧树脂浆液、聚氨酯浆液等材料进行注射或者灌浆的方式进行加固。

规范中提供的两种方法存在以下缺陷： (1)贴纤维或纤维复合材料只是一种表面处理方法，无法从根本上解决问题；（2）注射或者灌注水泥类、环氧类、聚氨酯类注浆材料，存在混凝土加固不均问题；(3)以上两种方法对氯离子和硫酸根离子产生的腐蚀危害没法处理。

现有的技术中缺少针对缺陷混凝土电化学加固修复装置。

发明内容