本发明专利技术公开了一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固处理方法，其包括以下步骤：（1）对混凝土构件进行构件表面检测评估、修补和处理；（2）电化学脱盐处理；（3）根据修补时构件的状态和修补加固后使用寿命的要求确定脱盐处理后采用碳纤维加固或涂层防腐进一步提高结构的安全性或耐久性。本发明专利技术可以较彻底地清除侵入混凝土中的氯离子，从根源上保护混凝土中的钢筋；同时可以提高钢筋周围的碱性，中止钢筋的腐蚀过程。脱盐后根据构件的检测评估结果，实施环氧涂层防腐提高结构的耐久性，必要时采用碳纤维加固技术恢复结构的承载力。本发明专利技术的修补加固系统方法可以有效延长结构寿命15年以上。
【技术实现步骤摘要】
基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固方法及系统
本专利技术专利属于海港工程混凝土结构修补加固领域，具体涉及一种针对海港工程环境中，混凝土构件遭受氯离子侵蚀导致的耐久性劣化、功能失效的修补加固。技术背景上世纪80年代以来，我国大量已建海港工程构造物随着时间的推移，大量氯离子侵入混凝土内部，加速钢筋的锈蚀，已出现材料劣化、结构功能降低的现象。为了保证我国既有海港工程构造物安全、正常地运营，对于已经出现材料劣化、功能降低的既有构造物， 必须采取合理的维修对策，恢复其良好的使用功能和保证其安全的使用状态，并最大限度地延长其使用寿命。不久的将来，维修和改造将是我国重要基础设施维护的重点方向。氯离子导致的钢筋锈蚀的修复方案可以选用补丁修补法和电化学脱盐修复法等方法。补丁修补法是指用修补砂浆或混凝土修补构件中出现混凝土剥落、空鼓、裂缝的位置，这样修补后，已修补区域和未修补区域往往存在腐蚀电位差，会加速未修补区域的腐蚀。采用补丁法修复后，结构的目标使用寿命往往比较短，少则3年，多则5年结构就会再次失效，急需开发一种能够彻底清除混凝土中氯离子，使钢筋重新恢复钝化的混凝土结构修补加固系统方法。目前，没有“基于电化学脱盐的混凝土结构修补加固系统”方面的专利， 关于电化学脱盐技术有四个专利，分别是《一种钢筋混凝土电化学除盐循环装置》 (ZL200620095539. O);《一种钢筋混凝土电化学除盐电解质溶液》(ZL200610018508)； 《混凝土电化学脱盐监测装置》(ZL200820202746. O);《一种混凝土电化学脱盐系统》 (ZL200820206218. 2)。前3个专利分别提出了一种电化学除盐的循环装置的理念、电化学除盐的电解质溶液和电化学脱盐的监测装置，均只涉及到电化学脱盐方法的某个部分。《一种混凝土电化学脱盐系统》(ZL200820206218. 2)专利中提及的电化学脱盐方法主要针对电化学脱盐过程，并没有对电化学脱盐前、电化学脱盐后的修补加固过程进行规定，并不构成一种完整的修补加固方法。该专利中提出的两层纤维加钛网的阳极系统，因钛网的价格较高，难于在大面积实际工程中应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种从混凝土构件的检测、脱盐及修复等各方面进行全方位修补加固海港工程混凝土修补加固系统的方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固处理方法，其特征在于包括以下步骤(I)电化学脱盐处理前对混凝土构件进行构件表面检测评估、修补和处理对混凝土构件中存在的裂缝、保护层剥落、保护层厚度不足、钢筋没有电连接的部位进行修补，混4凝土保护层厚度不足IOmm的区域加厚至l(T20mm ；(2)电化学脱盐处理待脱盐混凝土区域划分为若干个阳极区，以金属阳极网作为阳极，每一阳极区设置一根独立的阳极引线自金属阳极网延伸至电源正极，将金属阳极网覆盖在混凝土构件表面，使金属阳极网与混凝土表面具有3 5cm的间隔；以混凝土构件中的钢筋作为阴极，从每个阳极区的表层钢筋引出阴极引线；对待脱盐混凝土区域的混凝土构件表面喷射浸泡氢氧化钙溶液的木质纤维，再用土工布包裹，将阳极引线和阴极引线分别接至直流电源进行通电；(3)电化学脱盐处理后根据修补时构件的状态和修补加固后使用寿命的要求采用碳纤维加固或涂层防腐进一步提高结构的安全性或耐久性。进一步来说，每个阳极区的面积为12(Tl60m2，每一阳极区划分为若干个阳极辅区，每个阳极辅区由一片金属阳极网构成，面积为15 25m2，各个阳极辅区相互间保持绝缘、 电阻相当，并联至所述阳极引线。在步骤(2)电化学脱盐处理中按钢筋面积计算的电流密度为f2A/m2，通电时间为 6^8个星期，混凝土的通电量为1200A ·νπΓ 500Α -h/m2,以混凝土中的氯离子占混凝土质量的百分比含量降低至O. 05%作为停止通电的判断依据。在电化学脱处理中通电结束后，检测混凝土中的氯离子含量，并在脱盐结束后疒3 个月检测钢筋的自腐蚀电位，根据脱盐后混凝土中的氯离子浓度和钢筋的自腐蚀电位评价电化学脱盐的效果。步骤(3)中对承载力不满足设计要求的构件，使用碳纤维加固方法进行加固，提高结构和构件的安全性能；对承载力满足设计要求的构件，使用环氧涂层封闭混凝土表面，提高构件的耐久性能。所述金属阳极网为钛网或铁网。一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统，其特征在于包括以下组成电化学脱盐处理前混凝土构件的表面修补处理结构，所述混凝土构件的表面修补处理结构包括加厚至l(T20mm的混凝土保护层；及电化学脱盐处理系统，所述电化学脱盐处理系统包括_划分于待脱盐混凝土区域的若干个阳极区，所述阳极区以金属阳极网作为阳极， 每一阳极区设置一根独立的阳极引线自金属阳极网延伸至电源正极，将金属阳极网覆盖在混凝土构件表面，使金属阳极网与混凝土构件表面具有3 5cm的间隔；-阴极，所述阴极为混凝土构件中的钢筋，从每个阳极区的表层钢筋引出阴极引线.-喷射于混凝土构件表面的浸泡氢氧化钙溶液的木质纤维，喷射木质纤维后的混凝土构件以土工布包裹，所述阳极引线和阴极引线分别接至直流电源。作为一种实施方式，所述电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统还包括在电化学脱盐处理后设置于混凝土构件表面的碳纤维加固层。作为另一种实施方式，所述电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固系统还包括电化学脱盐处理后涂抹于混凝土构件表面的环氧材料封闭层。在步骤(I)中本专利技术通过喷射混凝土、修补砂浆、立模浇注自密实混凝土等方法修补混凝土表面的保护层剥落空鼓部位，用开槽封闭法修补混凝土表面较小的裂缝，用化学灌浆法修补混凝土表面宽度较大的裂缝。本专利技术通过对混凝土构件中钢筋保护层厚度、钢筋的自腐蚀电位、混凝土构件中氯离子浓度等的检测评估，确定电化学脱盐的参数选取及电化学脱盐系统安装问题，利用带电离子在外加直流电场作用下的定向迁移，将氯离子排至混凝土外部，可以在较短的时间内排除混凝土中的氯盐。该技术最大优点是可以在较少清除或不清除钢筋周围混凝土层的条件下进行，可以较彻底地清除侵入混凝土中的氯离子，从根源上保护混凝土中的钢筋； 同时可以提高钢筋周围的碱性，中止钢筋的腐蚀过程。脱盐后根据构件的检测评估结果，实施环氧涂层防腐提高结构的耐久性，必要时采用碳纤维加固技术恢复结构的承载力。本专利技术的修补加固系统方法可以有效延长结构寿命15年以上。附图说明图I是本专利技术采用电化学脱盐操作中，梁的剖面图。图2是本专利技术采用电化学脱盐操作中，梁的正视图。图3是本专利技术采用电化学脱盐操作中，阳极区布置的平面示意图。其中，木块垫条I膨胀螺栓2阳极网3木质纤维4钢筋5阴极引线6阳极引线 7直流电源8阳极辅区绝缘条9具体实施方式本专利技术采用以下步骤实现海港工程混凝土结构的修补加固，该加固方法主要包括以下三个步骤修补加固步骤一对混凝土构件表面进行检测、修补和处理。( I)电化学脱盐系统安装前，采用喷砂法或喷射高压水方法清除混凝土表面的油脂、涂层等，保证混凝土的导电性。(2)检查所有构件表面的裂缝、已进行修补区域、空鼓区域等，标出混凝土保护层厚度不足IOmm的位置，检测混凝土中氯离子浓度、混凝土中钢筋的半电池电位。修补已剥落的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固方法，其特征在于包括以下步骤：（1）电化学脱盐处理前对混凝土构件进行构件表面检测评估、修补和处理：对混凝土构件中存在的裂缝、保护层剥落、保护层厚度不足、钢筋没有电连接的部位进行修补，混凝土保护层厚度不足10mm的区域加厚至10~20mm；（2）电化学脱盐处理：待脱盐混凝土区域划分为若干个阳极区，以金属阳极网作为阳极，每一阳极区设置一根独立的阳极引线自金属阳极网延伸至电源正极，将金属阳极网覆盖在混凝土构件表面，使金属阳极网与混凝土表面具有3~5cm的间隔；以混凝土构件中的钢筋作为阴极，从每个阳极区的表层钢筋引出阴极引线；对待脱盐混凝土区域的混凝土构件表面喷射浸泡氢氧化钙溶液的木质纤维，再用土工布包裹，将阳极引线和阴极引线分别接至直流电源进行通电；（3）电化学脱盐处理后根据修补时构件的状态和修补加固后使用寿命的要求采用碳纤维加固或涂层防腐进一步提高结构的安全性或耐久性。
【技术特征摘要】
1.一种基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固方法，其特征在于包括以下步骤 (1)电化学脱盐处理前对混凝土构件进行构件表面检测评估、修补和处理对混凝土构件中存在的裂缝、保护层剥落、保护层厚度不足、钢筋没有电连接的部位进行修补，混凝土保护层厚度不足IOmm的区域加厚至l(T20mm ； (2)电化学脱盐处理 待脱盐混凝土区域划分为若干个阳极区，以金属阳极网作为阳极，每一阳极区设置一根独立的阳极引线自金属阳极网延伸至电源正极，将金属阳极网覆盖在混凝土构件表面，使金属阳极网与混凝土表面具有3 5cm的间隔； 以混凝土构件中的钢筋作为阴极，从每个阳极区的表层钢筋引出阴极引线； 对待脱盐混凝土区域的混凝土构件表面喷射浸泡氢氧化钙溶液的木质纤维，再用土工布包裹，将阳极引线和阴极引线分别接至直流电源进行通电； (3)电化学脱盐处理后根据修补时构件的状态和修补加固后使用寿命的要求采用碳纤维加固或涂层防腐进一步提高结构的安全性或耐久性。2.根据权利要求I所述的基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固方法，其特征在于每个阳极区的面积为12(Tl60m2，每一阳极区划分为若干个阳极辅区，每个阳极辅区由一片独立的金属阳极网构成，金属阳极网的面积为15 25m2，各个阳极辅区相互间保持绝缘、电阻相当，并联至所述阳极引线。3.根据权利要求I所述的基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修补加固方法，其特征在于在步骤2电化学脱盐处理中按钢筋面积计算的电流密度为f2A/m2，通电时间为6^8个星期，混凝土的通电量为1200A ·νπΓ 500Α -h/m2,以混凝土中的氯离子占混凝土质量的百分比含量降低至O. 05%作为停止通电的判断依据。4.根据权利要求3所述的基于电化学脱盐的海港工程混凝土结构修...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓春林，熊建波，王迎飞，陈龙，王胜年，陈健，檀会春，董洁，
申请(专利权)人：中交四航工程研究院有限公司，广州四航材料科技有限公司，中国港湾工程有限责任公司，广州四航岩土技术工程有限公司，广州港湾工程质量检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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