电化学除盐效率影响因素及混凝土性能变化规律研究

摘要

我国众多地区混凝土结构工程都面临着严重的氯盐侵蚀问题，采用电化学除氯技术可以在无需破坏原混凝土结构保护层的条件下，使侵入混凝土的氯盐排出，同时又能使已经活化并开始锈蚀的钢筋表面重新钝化，从而可以实现对因氯盐污染导致钢筋锈蚀破坏的混凝土结构进行无损、低成本、快速修复。
　　本课题首先探讨了不同电化学参数下的除盐效率，采用0.5、0.4、0.32三种水灰比的混凝土，掺入水泥用量3％的氯盐，电解质溶液选用自来水、饱和Ca(OH)2溶液和0.1mol/LNa3BO3溶液三种，使用20V、40V及60V电压作为外加电场进行电化学除盐实验。结果表明：对于0.5水灰比的混凝土，60V电压作用下的最终除盐效率最高，而对于0.4及0.32水灰比的混凝土，40V和60V电压作用下的最终除盐效率相差不大，都大于20V作用下的除盐效率。在0.1mol/L Na3BO3溶液中和饱和Ca(OH)2溶液的除盐效果相差不大，除盐效率比较好，在自来水中进行除盐效果较差。
　　对除氯后各混凝土试件离子含量进行取样、分析，结果表明，进行电化学除盐后，混凝土中的Cl-含量以钢筋为中心由内及外呈梯度递增分布；而K+、Na+等阳离子含量则是由内及外呈梯度递减的规律，且内层含量远远高于外层含量。通过SEM形貌及EDAX图谱分析显示，电化学除盐的混凝土内层孔隙率增加，外层则减少，混凝土内的水化产物、Ca/Si比等都发生了变化。
　　除盐前后混凝土试件中钢筋的拔出试验结果表明，各混凝土试件中钢筋与混凝土间的粘结力在经过电化学除盐后的损失率达到60%~76%之间，且随通电时间的延长有所增加。在自来水中除盐的粘结力损失最少，而在饱和Ca(OH)2和Na3BO3溶液除盐的损失相差不多，较自来水中高10%左右。

目录

电化学除盐效率影响因素及混凝土性能变化规律研究

RESEARCH ON INFLUENCE FACTOR AND PERFORMANCE CHANGE RULE AFTER ELECTROCHEMICAL CHLORIDE EXTRACTION OF CONCRETE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 钢筋混凝土腐蚀的研究现状及分析

1.1.1 钢筋腐蚀的国内外发展现状

1.1.2 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的原因

1.1.3 钢筋混凝土中钢筋锈蚀的修补方法

1.2 电化学除氯的发展现状

1.2.1.1 除氯装置的选择

1.3 本课题的研究目的和意义

1.4 本课题的研究内容

第2章 原材料与试验方案

2.1 原材料

2.1.1 水泥及粗、细骨料

2.1.2 减水剂

2.1.3 化学试剂

2.2 试验设备

2.2.1 除盐装置的研制

2.2.2 试验中主要仪器设备

2.3 试验方案

2.3.1 混凝土配合比

2.3.2 试件成型

2.3.3 试验过程

第3章 电压对电化学除盐效果的影响

3.1 试验方法

3.1.1 除盐方法及参数的选择

3.1.2 除盐后混凝土试件中离子分布测试方法

3.2 试验结果与分析

3.2.1 电压对电解质溶液中氯离子排出浓度的影响

3.2.2 电压对除盐后混凝土试件中离子分布的影响

3.3 本章小结

第4章 电解质溶液对除盐效果的影响

4.1 试验方法

4.2 结果与分析

4.2.1 不同电解质溶液对氯离子排出浓度的影响

4.2.2 除盐后混凝土试件中离子含量分布

4.3 本章小结

第5章 电化学除盐对混凝土微观结构的影响

5.1 引言

5.2 未除盐混凝土试件微观结构分析

5.3 除盐后混凝土试微观结构分析

5.4 本章小结

第6章 电化学除盐对钢筋与混凝土间粘接力的影响

6.1 引言

6.2 电化学除盐对钢筋与混凝土粘结力的影响

6.3 除盐后钢筋混凝土粘结力损失的原因分析

6.3.1 电解产生氢气

6.3.2 水化产物的软化

6.3.3 碱骨料反应

6.3.4 钢筋-混凝土界面含湿量变化

6.3.5 水化产物组成的改变

6.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢

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