應(yīng)用磷酸鎂水泥和碳纖維布鋪設(shè)電化學(xué)除鹽外部陽(yáng)極的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)電化學(xué)除鹽技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種應(yīng)用憐酸儀水泥 和碳纖維布鋪設(shè)電化學(xué)除鹽外部陽(yáng)極的方法。目前電化學(xué)除鹽普遍采用普通鋼絲網(wǎng)、不誘 鋼網(wǎng)或鐵網(wǎng)等金屬網(wǎng)作為陽(yáng)極。本發(fā)明提出了采用碳纖維布替代金屬網(wǎng)、憐酸儀水泥作為 碳纖維布一混凝±粘結(jié)劑的新方法。碳纖維布是一種導(dǎo)電性能良好的電極材料，使電化學(xué) 除鹽不受構(gòu)件形狀尺寸限制，滿足電化學(xué)除鹽工程化的要求，但是目前粘結(jié)碳纖維布與混 凝±的粘結(jié)劑主要是環(huán)氧樹(shù)脂膠，并不具備導(dǎo)電性能，而本發(fā)明提出了采用憐酸儀水泥替 代環(huán)氧樹(shù)脂膠粘結(jié)碳纖維布的新方法，不但碳纖維布能夠起到增強(qiáng)作用，而且憐酸儀水泥 能夠克服環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)劑不導(dǎo)電的缺陷，其必將具有十分重要的應(yīng)用前景和實(shí)際意義。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)是目前工程中最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，鋼筋腐蝕被認(rèn)為是混凝±結(jié)構(gòu) 劣化的最主要?jiǎng)右?，混凝±中?nèi)滲或外滲的氯離子引起的鋼筋腐蝕，帶來(lái)的混凝±結(jié)構(gòu)使 用壽命縮短的后果十分嚴(yán)重。電化學(xué)除鹽正是針對(duì)氯鹽腐蝕，通過(guò)外加電源遷移出混凝± 內(nèi)部的氯離子，使鋼筋表面重新純化的一種混凝上結(jié)構(gòu)防腐修復(fù)技術(shù)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)通常是用普通鋼絲網(wǎng)、不誘鋼網(wǎng)或鐵網(wǎng)等金屬網(wǎng)作為陽(yáng)極進(jìn)行鋼筋混凝 ±結(jié)構(gòu)電化學(xué)除鹽。但是用運(yùn)些金屬網(wǎng)作為陽(yáng)極時(shí)，存在化學(xué)穩(wěn)定性差，除鹽中容易誘穿而 影響除鹽進(jìn)程，價(jià)格昂貴，鋪設(shè)困難等缺點(diǎn)，因此選用更合適的陽(yáng)極材料，具有較高的研究 應(yīng)用價(jià)值。
[0004] 目前，沒(méi)有"應(yīng)用憐酸儀水泥和碳纖維布鋪設(shè)電化學(xué)除鹽外部陽(yáng)極的方法"方 面的專利，關(guān)于電化學(xué)除鹽技術(shù)的專利總共十個(gè)，分別為《一種鋼筋混凝±電化學(xué)除鹽 電解質(zhì)溶液》狂L200610018508);《一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法》 狂L201310345170. 9);《一種鋼筋混凝±電化學(xué)除鹽循環(huán)裝置》狂L200620095539. 0);《混 凝上電化學(xué)脫鹽監(jiān)測(cè)裝置》狂L200820202746. 0);《混凝±中鋼筋電化學(xué)檢測(cè)或修復(fù)用的預(yù) 埋式裝置》狂L201310260314. 0);《一種混凝±電化學(xué)脫鹽系統(tǒng)》狂L200820206218. 2);《基 于電化學(xué)脫鹽的海港工程混凝上結(jié)構(gòu)修補(bǔ)加固方法及系統(tǒng)》狂L201210447243.0);《基于 用BE阻誘劑電滲鹽污染構(gòu)筑物的修復(fù)方法及裝置》狂L201010137745. 4);《一種腐蝕混凝 上結(jié)構(gòu)的雙向電滲修復(fù)方法》狂L201210127351);《一種兩步法修復(fù)鹽害混凝±結(jié)構(gòu)的裝置 與方法》狂L201210128147)。前5個(gè)專利分別提出了一種電化學(xué)除鹽的電解質(zhì)溶液、電化 學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法、電解質(zhì)溶液可W循環(huán)流動(dòng)作用于混凝±的電化學(xué)除 鹽循環(huán)裝置、監(jiān)測(cè)總通電量和電流分布情況的電化學(xué)脫鹽監(jiān)測(cè)裝置、電化學(xué)檢測(cè)或修復(fù)用 的預(yù)埋式裝置；第6個(gè)專利提出了一種混凝±電化學(xué)脫鹽系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由兩層木質(zhì)纖 維加鐵網(wǎng)構(gòu)成的陽(yáng)極部分；第7個(gè)專利提出了一種完整系統(tǒng)的前期檢測(cè)修補(bǔ)、中期電化學(xué) 除鹽處理、后期采用碳纖維加固或涂層防腐的修補(bǔ)加固處理方法；第8個(gè)專利提出了一種 用BE阻誘劑電滲鹽污染構(gòu)筑物的修復(fù)方法及裝置，在排出氯離子的同時(shí)使鋼筋附件富集 BE電滲阻誘劑有效基團(tuán)，在鋼筋表面形成保護(hù)膜；第9個(gè)專利提出了一種腐蝕混凝±結(jié)構(gòu) 的雙向電滲修復(fù)方法，在氯離子單向滲出的同時(shí)，陽(yáng)離子阻誘劑還能滲入到混凝±內(nèi)部；第 10個(gè)專利提出了一種兩步法修復(fù)鹽害混凝±結(jié)構(gòu)的裝置與方法，此裝置有利于氯離子的充 分排出和陽(yáng)離子阻誘劑的遷移，并且能實(shí)時(shí)監(jiān)控抑。 陽(yáng)0化]上述10個(gè)專利中電化學(xué)除鹽所使用的陽(yáng)極為普通鋼絲網(wǎng)、不誘鋼網(wǎng)或鐵網(wǎng)，普通 鋼絲網(wǎng)容易誘穿，不能重復(fù)使用，而不誘鋼網(wǎng)尤其是鐵網(wǎng)的價(jià)格較貴，鋪設(shè)較困難，難W大 面積應(yīng)用于實(shí)際工程中；專利中所設(shè)及到的碳纖維也只是用于構(gòu)件除鹽后的加固W提高其 承載力，并沒(méi)有提到碳纖維直接替代普通鋼絲網(wǎng)、不誘鋼網(wǎng)或鐵網(wǎng)用作除鹽的外部陽(yáng)極。
[0006] 本發(fā)明提出了采用碳纖維布替代金屬網(wǎng)、憐酸儀水泥作為碳纖維布一混凝±粘結(jié) 劑的新方法。碳纖維布是一種導(dǎo)電性能良好的電極材料，使電化學(xué)除鹽不受構(gòu)件形狀尺寸 限制，滿足電化學(xué)除鹽工程化的要求。目前粘結(jié)碳纖維布與混凝±的粘結(jié)劑主要是環(huán)氧樹(shù) 脂膠，但也只是作為FRP加固材料使用，并不具備導(dǎo)電性能。本發(fā)明不但能夠起到纖維布增 強(qiáng)作用（FRP增強(qiáng)作用），而且憐酸儀水泥能夠克服環(huán)氧樹(shù)脂膠不導(dǎo)電的缺陷，具有電化學(xué) 除鹽、結(jié)構(gòu)加固的雙重功效。
[0007] 本發(fā)明中的導(dǎo)電型憐酸儀水泥不僅粘結(jié)強(qiáng)度高，而且能夠克服常用的環(huán)氧樹(shù)脂粘 結(jié)劑不導(dǎo)電的缺陷，因?yàn)?，憐酸儀水泥本身就具有導(dǎo)電性，而本發(fā)明在憐酸儀水泥中再滲加 導(dǎo)電料后，憐酸儀水泥的導(dǎo)電性顯著提高，保證了電化學(xué)萃取氯離子的效率。試驗(yàn)中還發(fā) 現(xiàn)，在憐酸儀水泥中滲加粉煤灰提高了其抗氯離子滲透性，阻礙了氯離子向陽(yáng)極遷移排出 的過(guò)程，降低了除鹽的效果，因此在配制憐酸儀水泥時(shí)不得加入粉煤灰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提出了一種W碳纖維布作為陽(yáng)極替代普通鋼絲網(wǎng)、不誘鋼網(wǎng)或鐵網(wǎng)等傳統(tǒng) 陽(yáng)極材料，W憐酸儀水泥作為粘結(jié)劑替代傳統(tǒng)有機(jī)膠的新方法，碳纖維布與憐酸儀水泥復(fù) 合在一起，通過(guò)利用碳纖維布良好的導(dǎo)電性、碳原子不易得失電子的化學(xué)穩(wěn)定性、憐酸儀水 泥相比環(huán)氧樹(shù)脂膠更低的抗氯離子滲透性等特性來(lái)實(shí)現(xiàn)其充當(dāng)除鹽的外部陽(yáng)極。
[0009] 應(yīng)用憐酸儀水泥和碳纖維布鋪設(shè)電化學(xué)除鹽外部陽(yáng)極的方法，其特征在于：該陽(yáng) 極材料由碳纖維布和粘結(jié)劑（導(dǎo)電型憐酸儀水泥）組成，憐酸儀水泥用于粘結(jié)待除鹽的鋼 筋混凝±表面及碳纖維布；
[0010] 所述的憐酸儀水泥各組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：30%~35%高溫?zé)Y(jié)儀砂、35%~ 40%憐酸二氨鐘、5%緩凝劑、5%~10%導(dǎo)電料W及15~20%7jC。其中高溫?zé)Y(jié)儀砂的般 燒溫度要求> 1600°C，顆粒級(jí)配范圍為30~120ym;緩凝劑為棚砂；導(dǎo)電料為導(dǎo)電碳粉， 粒徑《0. 1mm。
[0011] 所述的碳纖維布為混凝±結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用單向碳纖維布，其抗拉強(qiáng)度> 2500MPa， 每米電阻在35-40Q。
[0012] 2.鋪設(shè)該陽(yáng)極材料的具體步驟為：
[0013] (1)鋼筋混凝±結(jié)構(gòu)基底表面處理：首先應(yīng)剔除被除鹽構(gòu)件局部劣化的混凝± (如空谷起殼、剝落和疏松等），直至完全露出基體新面，對(duì)于鋼筋嚴(yán)重誘蝕已出現(xiàn)膨脹裂 縫的區(qū)域，應(yīng)采取局部挖除并用憐酸儀水泥將表面修復(fù)平整。然后將混凝±結(jié)構(gòu)表面打磨 去掉松動(dòng)顆粒，并除去浮塵；轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧曲率半徑不 應(yīng)小于2Omm；
[0014] (2)制備導(dǎo)電型憐酸儀水泥：首先將憐酸二氨鐘、緩凝劑、導(dǎo)電料按比例攬拌均 勻，再加入水進(jìn)行攬拌；待攬拌均勻后再加入儀砂攬拌，最終得到導(dǎo)電型憐酸儀水泥；憐酸 儀水泥必須隨配隨用，放置時(shí)間超過(guò)Smin時(shí)不得繼續(xù)使用。
[0015] (3)外部陽(yáng)極的鋪設(shè)方法：把導(dǎo)電型憐酸儀水泥均勻涂抹在混凝±表面，厚度為 2~3mm;按除鹽構(gòu)件的尺寸裁剪碳纖維布，把碳纖維布貼于憐酸儀水泥表面，并用滾筒順 纖維方向滾壓，擠出氣泡，使其緊貼工作面；碳纖維布包裹層數(shù)為1層，碳纖維布順纖維方 向的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不小于IOOmm;粘貼完畢后，應(yīng)養(yǎng)護(hù)1小時(shí)；待憐酸儀水泥硬化后，在碳纖維 布表面粘結(jié)銅導(dǎo)線并與外部直流電源的正極相連。
[0016] 相對(duì)于傳統(tǒng)的陽(yáng)極材料如鐵網(wǎng)等金屬網(wǎng)及鋪設(shè)方法，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和效 果：
[0017] 1)材料成本低廉：除鹽常用的鐵網(wǎng)價(jià)格為1000元/平方米左右，而碳纖維布的價(jià) 格只有50元/平方米左右，憐酸儀水泥粘結(jié)劑的成本只有10元/平方米左右，因此材料成 本大大降低；
[0018] 2)鋪設(shè)簡(jiǎn)便快速：由于憐酸儀水泥凝結(jié)硬化迅速，與碳纖維布的粘結(jié)強(qiáng)度高，鋪 設(shè)簡(jiǎn)便快速，易操作，施工效率高，只需經(jīng)過(guò)涂抹，無(wú)需再使用螺栓和馴釘固定，對(duì)原有結(jié)構(gòu) 的擾動(dòng)程度較低，施工方便快捷；
[0019] 3)除鹽效果好：此技術(shù)能高效地