混凝土除氯系统及其制作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混凝土除氯系统及其制作方法，以混凝土结构内钢筋和植入的附加电极作为阴极；在混凝土表面敷置海绵，海绵外表喷涂PU弹性体形成高强高弹密闭的电解液保持层；在电解液保持层中设置纯钛网片，以纯钛网片作为阳极，组成电化学反应系统；阴阳极之间施加脉冲函数波形电场，在外加电场的作用下，混凝土中作为阴离子的氯离子等向阳极迁移进入电解液中，电解液及混凝土中的阳离子向混凝土中钢筋的部位聚集，达到除氯目的。

【技术实现步骤摘要】
混凝土除氯系统及其制作方法
本专利技术涉及一种混凝土除氯系统。
技术介绍
混凝土中的氯离子来源于水泥、砂子、水、外加剂以及混凝土结构所处的环境。尤其环境及海砂是混凝土中氯离子的主要来源。沿海钢筋混凝土结构处于海水及海洋气候等恶劣的腐蚀环境中，存在大量氯离子，造成混凝土中氯离子超标。随着河、湖砂的禁止开采，淡化海砂得到广泛使用，但由于海砂颗粒周围存在被砂颗粒表面电场紧紧吸引的叫做结合水的水膜，这种水不能流动、不能传递静水压力，用淡水冲洗都无济于事。淡水浸泡清洗的所谓淡化海砂十天内氯离子含量会符合使用要求，但存放一段时间后，其氯离子含量又会恢复。而这些“淡化砂”在十天内几乎都被用完，砂颗粒周围结合水中的氯离子在混凝土中缓释造成混凝土氯离子超标。混凝土中的微孔、毛细孔等内含有大量可溶性的钙、钠、钾等碱金属和碱土金属离子，为混凝土中的钢筋提供了一个高碱性的环境(pH值为12～13)，在这样的环境条件下，钢筋表面形成一层致密的钝化膜，保护钢筋不受腐蚀。而当混凝土受到氯离子作用时，由于氯离子半径小、活性大，可以从钝化膜的缺陷处(如晶界、位错等)渗入，直接与铁原子发牛反应，形成以钢筋为阳极，大面积的钝化膜为阴极的腐蚀电池，这种小阳极和大阴极的腐蚀电池促成了所谓的小孔腐蚀，即坑蚀现象，而在腐蚀过程中，氯离子不被消耗，继续起到循环催化作用，最终使钢筋严重腐蚀，锈膨胀又使混凝土开裂，结构完全破坏。钢筋混凝土中氯离子的存在，对建筑物安全造成隐患，问题严重的建筑不得不拆除重建，不仅造成巨大的经济损失,还会危害人民群众生命财产安全,引发严重的社会问题。将混凝土中的氯离子去除，国内外虽已有很多专利技术，但这些技术有的只能在实验室完成，有的只能局部处理，有的只能处理结构浅表。如何将钢筋混凝土结构在氯离子由内到外整体清除，是消除钢筋腐蚀、确保混凝土结构安全的最佳方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种除氯性能好，确保混凝土结构安全的混凝土除氯系统。本专利技术的技术解决方案是：一种混凝土除氯系统，其特征是：以混凝土结构内钢筋和植入的附加电极作为阴极；在混凝土表面敷置海绵，海绵外表喷涂PU弹性体（即软聚脲）形成高强高弹密闭的电解液保持层；在电解液保持层中设置纯钛网片，以纯钛网片作为阳极，组成电化学反应系统；阴阳极之间施加脉冲函数波形电场，在外加电场的作用下，混凝土中作为阴离子的氯离子等向阳极迁移进入电解液中，电解液及混凝土中的阳离子向混凝土中钢筋的部位聚集，达到除氯目的。在混凝土上钻注水孔，埋入注水针头，通过注水针头将电解液注入混凝土内部；在海绵上安装有穿过PU弹性体的电解液回流接口。所述附加电极是插入注水孔底部的纯钛电极。一种混凝土除氯系统的制作方法，其特征是：包括下列步骤：（1）埋设高压注浆针头、注入电解液、安装附加阴极：1）埋针：用Φ14钻头钻孔，深度至结构断面中央，清孔后插入注水针头并上紧螺丝；待除氯完成后用硫铝酸盐水泥填实孔洞；对于柱子，针头埋设在柱子的四个立面，依次从下到上，螺旋向上，间距200；对于梁，针头埋设在前、后两个立面1/2高度处，间距200mm；2）用高压注浆机将电解液注入混凝土。将注浆机与注水针头连接，启动注浆机，注水压力为1000Psi，30秒后停机，静停60秒，再次启动注浆机。如此反复进行，直至混凝土表面有电解液渗出，取出注水针头。3）安装附加阴极：将纯钛内爆膨胀电极插入注水孔底部，用工具锤击锥形内迫塞使电极内爆膨胀。将装有绝缘套管的纯钛连接螺杆旋入纯钛内电极；纯钛连接螺杆应露出混凝土表面100mm以上；（2）安装阴极连接线：在需除氯构件合适部位，凿开混凝土并找到结构主筋，在紧挨主筋旁钻孔，植入纯钛膨胀螺丝，纯钛膨胀螺丝的锥形膨胀区紧贴钢筋，使钢筋与纯钛膨胀螺丝紧密接触；用螺母将Φ1mm的钛丝固定在纯钛膨胀螺丝上，在钛丝上套上热缩绝缘管后引出混凝土体外；（3）清理混凝土表面：混凝土成型时常使用模板隔离剂，这种隔离剂通常含有表面活性剂，有憎水基团，不利于电解液的渗透，将其清理去除；（4）安装纯钛网片：根据要求裁剪相应尺寸的网片，用热熔胶将网片固定在混凝土表面并与Φ1mm纯钛引出线连接；（5）粘贴高黏弹性体支架：用环氧树脂将支架子扣黏贴在混凝土表面；安装密度为5-6个/㎡，支架的主要作用是承载PU高黏弹性体及电解液重量。（6）铺设海绵：根据要求裁剪相应尺寸的海绵，覆盖在纯钛网片上，让支架子扣顶穿海绵并紧贴纯钛网片，然后合上支架母扣；（7）安装电解液注入针头：对于梁、柱，电解液注入针头应安装在除氯构件底部，对于基础、楼板，应安装在面或底；将电解液注入针头插入海绵，用热熔胶固定；（8）安装电解液回流接口：对于梁、柱，回流接口应安装在注入针头同侧上端；对于基础、楼板，应安装在注入针头同侧远端；（9）喷涂PU弹性体：完成上述1～7步骤后即可在海绵表面喷涂PU高黏弹性体，厚度2mm。固化时间24小时；（10）将纯钛网片引出线接入程控电源阳极端子；附加阴极连接线接入程控电源阴极1号端子，与阳极Y组成第一电化学系统；将钢筋引出线接入程控电源2号阴极端子，与阳极Y组成第二电化学系统；将电解液注入针头与电解液水泵连接；将水泵电源接入程控电源a号输出端；将电解液回流接口与电解液池连接管连接；将1号氯离子传感器接入程控电源信号采集1号端子；将2号氯离子传感器接入程控电源信号采集2号端子；将阴离子交换器助理泵电源线接入程控电源b号输出端；将PV弹簧软管与电解池排气孔连接并引至空旷区域。工作时，根据程控电源显示屏对话框提示，输入检测报告提供的氯离子含量数据、被测结构的混凝土表面积、钢筋表面积、附加阴极表面积；启动程控电源，运行程序根据输入的氯离子含量的原始参数，首先启动第一电化学系统，选用“波形0”号条件运行6小时；关闭第一电化学系统十分钟后氯离子传感器采集电解液氯离子数据；启动第一、第二电化学系统，根据采集到的氯离子数据，系统自动选择各阶段电化学所需的电流波形、电压、电流密度、工作时间，直至电化学除氯结束；系统运行时，电解液循环系统同时运行；除氯结束后，卸下电解液注入针头与电解液水泵连接管及电解液回流接口与电解液池连接管，将电解液池连接管与电解液注入针头连接，将PU弹性体内电解液回收至电解池内。撕下PU弹性体、海绵，拆除支架、纯钛网片，用硫铝酸盐水泥填实孔洞。电解液组成：0.001Li2B4O7+饱和Ca(OH)2mol/L，PH值≥13。本专利技术除氯性能好，确保混凝土结构安全。以混凝土结构内钢筋和植入的附加电极作为阴极。在混凝土表面敷置海绵，海绵外表喷涂PU高黏弹性体蒙皮（软聚脲）形成高强高弹密闭电解液保持层。在电解液保持层中设置纯钛网片，以纯钛网片作为阳极，组成电化学反应系统。阴阳极之间施加脉冲函数波形电场，在外加电场的作用下，混凝土中作为阴离子的氯离子等向阳极（纯钛网片）迁移进入电解液中，电解液及混凝土中的阳离子向混凝土中钢筋的部位聚集，达到除氯目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝土除氯系统，其特征是：以混凝土结构内钢筋和植入的附加电极作为阴极；在混凝土表面敷置海绵，海绵外表喷涂PU弹性体形成密闭的电解液保持层；在电解液保持层中设置纯钛网片，以纯钛网片作为阳极，组成电化学反应系统；阴阳极之间施加脉冲函数波形电场，在外加电场的作用下，混凝土中作为阴离子的氯离子等向阳极迁移进入电解液中，电解液及混凝土中的阳离子向混凝土中钢筋的部位聚集，达到除氯目的。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝土除氯系统，其特征是：以混凝土结构内钢筋和植入的附加电极作为阴极；在混凝土表面敷置海绵，海绵外表喷涂PU弹性体形成密闭的电解液保持层；在电解液保持层中设置纯钛网片，以纯钛网片作为阳极，组成电化学反应系统；阴阳极之间施加脉冲函数波形电场，在外加电场的作用下，混凝土中作为阴离子的氯离子等向阳极迁移进入电解液中，电解液及混凝土中的阳离子向混凝土中钢筋的部位聚集，达到除氯目的。


2.根据权利要求1所述的混凝土除氯系统，其特征是：在混凝土上钻注水孔，埋入注水针头，通过注水针头将电解液注入混凝土内部；在海绵上安装有穿过PU弹性体的电解液回流接口。


3.根据权利要求1或2所述的混凝土除氯系统，其特征是：所述附加电极是插入注水孔底部的纯钛电极。


4.一种权利要求1所述的混凝土除氯系统的制作方法，其特征是：包括下列步骤：
（1）埋设高压注浆针头、注入电解液、安装附加阴极：
1）埋针：用钻头钻孔，深度至结构断面中央，清孔后插入注水针头并上紧螺丝；待除氯完成后用硫铝酸盐水泥填实孔洞；
2）用高压注浆机将电解液注入混凝土：将注浆机与注水针头连接，启动注浆机，直至混凝土表面有电解液渗出，取出注水针头；
3）安装附加阴极：将纯钛内爆膨胀电极插入注水孔底部，将装有绝缘套管的纯钛连接螺杆旋入纯钛内电极；纯钛连接螺杆应露出混凝土表面100mm以上；
（2）安装阴极连接线：在需除氯构件合适部位，凿开混凝土并找到结构主筋，在紧挨主筋旁钻孔，植入纯钛膨胀螺丝，纯钛膨胀螺丝的锥形膨胀区紧贴钢筋，使钢筋与纯钛膨胀螺丝紧密接触；用螺母将钛丝固定在纯钛膨胀螺丝上，在钛丝上套上热缩绝缘管后引出混凝土体外；
（3）清理混凝土表面：混凝土成型时常使用模板隔离剂，这种隔离剂通常含有表面活性剂，有憎水基团，不利于电解液的渗透，将其清理去除；
（4）安装纯钛网片：根据要求裁剪相应尺寸的网片，用热熔胶将网片固定在混凝土表面并与纯钛引出线连接；
（5）粘贴高黏弹性体支架：用环氧树脂将支架扣黏贴在混凝土表面；
（6）铺设海绵：根据要求裁剪相应尺寸的海绵，覆盖在纯钛网片上，让支架子扣顶穿海绵并紧贴纯钛网片，然后合上支架母扣；
（7）安装电解液注入针头：将电解液注入针头插入海绵，用热熔胶固定；
（8）安装电解液回流接口：对于梁、柱，回流接口应安装在注入针头同侧上端；对于基础、楼板，应安装在注入针头同侧远端；
（9）喷涂PU弹性体：完成上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾聪颖，顾容天，顾燕飞，
申请(专利权)人：顾聪颖，顾容天，顾燕飞，
类型：发明
国别省市：上海;31