不同配合比混凝土的电化学除氯效果研究

采用60V稳压电源、饱和氢氧化钙溶液、钛金属网阳极对圆柱体混凝土试件进行连续14天的电化学除氯实验,研究不同配合比混凝土试件的通电量、氯离子排出量和混凝土中残余氯离子含量.结果表明:相同电场作用条件下,水灰比越小,混凝土电化学除氯时通过的电量越少,除氯效果越差;掺入硅灰、矿渣使通过混凝土的电量值明显减少,电化学除氯效果变差;掺粉煤灰混凝土的电化学除氯效果接近甚至高于基准混凝土.因此,针对不同配合比混凝土应采用不同的电化学除氯电压和除氯时间才能达到理想除氯效果.

钢筋混凝土电化学脱盐修复技术研究现状

电化学脱盐是近几年针对氯盐环境下钢筋混凝土结构腐蚀发展起来的新的修复方法。介绍了钢筋混凝土结构电化学脱盐的原理,分析了国内外在电化学脱盐方面的研究现状和存在的问题,并提出了进一步研究的方向。

双向电渗对钢筋混凝土的修复效果实验——保护层表面强度变化规律

为了实现对钢筋混凝土试块的修复,采用基于电迁移原理的双向电渗技术研究试块保护层表面的强度变化规律.测量不同通电参数、水灰比、初始氯盐掺量、表面碳化情况下试块保护层的表面强度,并将其与电化学除氯后的试块进行比较,探究双向电渗对保护层表面强度的修复效果.采用压汞实验对试块保护层的孔隙结构进行研究,对比经过不同时长处理后试块保护层孔隙特征的变化.结果表明:试块在经过双向电渗处理后,保护层的表面强度降低,下降幅度随电流密度和通电时间的增加而增大;试件表面强度降低的程度与水灰比、初始氯盐质量分数以及表面碳化均存在相关性;保护层孔隙率下降程度较大,有害孔隙与无害孔隙均有减少.

脱盐与裂缝愈合同步的混凝土修复技术研究

电沉积可用于修复混凝土裂缝,而电化学脱盐是除去混凝土中氯离子的有效方法,两种耐久性修复方法都基于电化学原理。两种方法同时使用,可变以往脱盐、补缝两步耐久性修复方法为一步修复方法,这对于受氯离子污染并已出现裂缝的混凝土是十分有利的。目前这方面的系统研究还相对缺乏。利用电化学脱盐与电沉积的各自已有的成果进行了脱盐与裂缝愈合同步的研究,获取修补裂缝和脱盐综合效果最好的通电电流密度,同时研究裂缝宽度、保护层厚度的影响。

电化学除盐对钢筋与混凝土间黏结力的影响

采用电化学方法对含高氯盐混凝土进行除氯盐试验,在得出除盐效率与除盐后微观结构变化规律的同时,对混凝土中的钢筋进行中心拉拔试验,得出除盐后钢筋与混凝土黏结力变化规律,并对变化原因进行分析,探讨应对不良变化的措施。

电化学除盐后混凝土微观结构及离子迁移的试验研究

采用电化学除盐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,同时又可以使已经活化并开始锈蚀的钢筋表面重新钝化,从而实现对氯盐污染的钢筋混凝土结构进行无损、低成本、快速修复。在得出电化学除盐效率后,研究了电化学除盐对混凝土微观结构及离子迁移与分布的影响。

电化学除盐对混凝土微观结构的影响

设计了一套钢筋混凝土的电化学除盐循环装置,研究了用0.001 mol/L Li2B4O7+氢氧化钙饱和溶液、氢氧化钙溶液以及蒸馏水作电解液的除盐效率,并用SEM和EDS等方法进行微观结构分析,结果表明:用0.001 mol/L Li2B4O7+氢氧化钙饱和溶液作电解液最有利于混凝土中Cl-的排除,并且经电化学除盐处理后混凝土水化产物中C-S-H凝胶分解,Ca(OH)2增多,并在孔壁形成沉淀,堵塞毛细孔,使表层混凝土孔隙率降低,而钢筋与混凝土界面Ca/Si增大。

外电场作用下混凝土中离子的迁移与分布规律研究

以饱和石灰水为电解液,对外掺3%NaCl的混凝土圆柱体试件进行电化学除氯试验,研究了三种不同电流密度(1.0 A/m2、2.0 A/m2、3.0 A/m2)作用28d后混凝土中氯离子和钾、钠离子的分布规律。结果表明:电流密度越高时,在距离钢筋越近区域,混凝土中的残余氯离子含量越少;电流密度为2.0 A/m2和3.0A/m2时,可使混凝土中距离钢筋20mm范围内的氯离子含量均降低到水泥用量0.15%(占水泥质量)以下。在电化学除氯电场作用下,大量钾、钠离子向钢筋附近区域迁移和聚集,使混凝土试件内层钠离子含量达到最外层的4.8～17.3倍,钾离子含量达到最外层的3.8～17.5倍,从而增加了混凝土内部发生碱骨料反应破坏的风险,并导致部分水化产物分解,使混凝土与钢筋粘结力显著降低。

有机添加剂对电化学除盐效率的影响研究

为了研究有机添加剂在电化学脱盐过程中对除盐效率的影响规律,在电解质溶液中加入了阴、阳离子表面活性剂,定期检测其排出的氯离子量,并对经脱盐后砂浆试块粉末进行X射线衍射分析(XRD),结果表明:两种类型的有机添加剂均能够有效地增强脱盐效率,脱盐效率提高约1倍,其中阴离子表面活性对除盐效率的提高大于阳离子表面活性剂;当水灰比减小时,两种有机添加剂脱盐效率的提高进一步增强;同时,氯离子含量减小时,两种有机添加剂对脱盐效率的提高愈发显著。XRD分析显示,加入有机添加剂,经脱盐处理后的试块中Friedel’s盐含量减少。

正交试验法研究影响电化学除盐效率的因素

用正交试验法对影响电化学除盐效率的主次因素进行研究,结果表明,电流密度的影响最大,其次是电解质溶液及水灰比,而初始氯离子掺量的影响最小。用压汞法测定孔隙率,发现经过电化学除盐后,钢筋附近混凝土中小于30nm的孔的数量增加,而远离钢筋的混凝土样孔隙率减小。本试验最优电化学除盐组合是电流密度为3A/m2,采用0.001mol/L Li2B4O7的饱和Ca(OH)2电解液。

电化学方法萃取砂浆中氯离子的试验研究

采用正交设计的试验方法,以萃取效率、粘结强度损失为考核指标,选择电流密度、原始氯离子含量、电解液种类及萃取时间作为影响因素,综合分析了各因素的影响规律.研究表明:电流密度是影响萃取效率的最主要的因素,其次是萃取时间.提高电流密度加快了氯离子迁移的速度,而延长萃取时间可增加氯离子的萃取量.对萃取效率影响大的因素对钢筋粘结强度损失的影响也大.增大电流密度,延长萃取时间,可提高萃取效率,但也可导致较大的粘结强度损失.在实际工程中选择萃取参数的时候需要综合考虑这两方面的影响.

混凝土在电化学除盐过程中内部离子迁移和结构变化的研究

研究了电化学除盐过程中通电量、电解质溶液的性质等对驱除Cl-效率的影响,并利用压汞试验方法(MIP)对经电化学脱盐处理的混凝土孔结构进行了分析。结果表明,经电化学除盐后钢筋附近混凝土的总孔隙率增大,其中小于30nm的孔明显增多,而大孔数量则有所减少;远离钢筋的混凝土的孔隙率变化与所用电解质溶液有关,以水作除盐介质时孔隙率增大,而采用饱和Ca(OH)2和饱和Ca(OH)2+0.001mol/L Li2B4O7溶液时混凝土孔隙率减少。

盐污染混凝土电化学除盐研究

采用电化学除盐的方法对盐污染混凝土进行除盐试验,结果表明在除盐早期,混凝土中氯离子排除量主要与电流密度和混凝土中氯离子的含量直接相关,电化学除盐后混凝土内部的氯离子含量呈由里及外逐渐增大的趋势;而上下两端面的氯离子含量较少,中间段的较高。

钢筋混凝土电化学除氯的试验研究

通过试验,研究了钢筋混凝土电化学除氯时所采用的电流密度、电量以及初始氯离子含量对除氯效果的影响,同时监测了除氯前后混凝土中钢筋的电位以及钢筋周围混凝土组成的变化情况。结果表明：初始氯含量、电流密度、电量对除氯效率均有不同程度的影响;除氯后钢筋电位向正向偏移,腐蚀的可能性降低;除氯后钢筋周围的Ca（OH）2含量增加,有利于钢筋的钝化恢复。

锈蚀钢筋混凝土梁的新型除氯-加固方法研究

电化学除氯(ECE)可有效去除混凝土中的氯离子,降低钢筋的锈蚀风险。文中采用磷酸镁水泥(MPC)粘结CFRP作为ECE阳极,实现混凝土结构的除氯-加固一体化。主要研究了内掺氯盐的钢筋混凝土梁在不同ECE电流密度下除氯28d后的除氯效率和抗弯承载力。结果显示:与对照组相比,ECE电流密度为1A/m2和3A/m2时,除氯后混凝土梁抗弯极限荷载分别提升了7.99%和3.49%。钢筋-混凝土界面的除氯效率高达70%以上。

钢筋混凝土电化学除氯技术研究现状

电化学除氯(ECE)技术通过在外加阳极和钢筋阴极之间施加电压来排除氯离子使钢筋重新恢复钝化,从而达到保护钢筋混凝土的目的。为了进一步了解电化学除氯技术的发展,本文综述了近年来国内外钢筋混凝土电化学除氯技术的研究进展,阐述了电化学除氯原理,总结了电化学除氯的影响因素,系统地介绍了电化学除氯对钢筋混凝土粘结力、宏观性能和微观结构的影响,分析了目前电化学除氯存在的问题并提出了未来的研究方向,以期电化学除氯技术在提高滨海混凝土结构耐久性方面发挥更好地作用。

海洋环境下锈蚀混凝土的新型电化学除氯工艺参数研究

电化学除氯(ECE)是一种针对锈蚀混凝土的无损处理技术,可以降低钢筋的腐蚀风险,提高混凝土耐久性,但对电化学除氯关键参数缺乏深入研究。为进一步探索电化学除氯技术的关键参数,以不锈钢网为阳极材料,研究了电解液、电流密度和钢筋类型对电化学除氯效率的影响。分别对含有耐蚀钢筋和普通碳素钢筋的混凝土进行了电化学除氯处理,以研究不同种类钢筋对混凝土的除氯作用。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了电化学除氯前后混凝土的微观形貌演变。试验结果表明:电化学除氯效率随电流密度的增加而提高,综合考虑后确定最佳的电流密度为2 A/m^(2)。Ca(OH)_(2)溶液作为电解质溶液时,除氯效率最高。同时,试验发现钢筋类型对混凝土的除氯效率没有明显的影响。

水灰比对混凝土电化学除氯效果的影响

对不同水灰比混凝土进行连续14 d的电化学除氯试验,结果表明:相同电场作用条件下,水灰比越小的混凝土电化学除氯时通过的电量越少,除氯效果越差,因此,针对低水灰比的高强混凝土需要适当延长通电时间才能达到理想除氯效果。

钢渣混凝土的电化学除氯效果

采用电化学除氯技术(ECE)处理混凝土,测试了钢渣混凝土中自由氯离子含量以及钢筋混凝土界面黏结强度,并用XRD衍射对钢筋混凝土界面进行物相分析,研究了钢渣对混凝土除氯效率以及钢筋混凝土界面黏结性能的影响。结果表明:随着钢渣掺量增加,除氯效率先降低后提高,在电流密度3 A/m^(2)、通电时间30 d条件下,不同钢渣掺量(10%,20%,30%,40%)混凝土的除氯效率为29.5%~48.5%,低于普通硅酸盐水泥(OPC)混凝土(51.7%);ECE处理会降低钢筋混凝土界面黏结强度,钢渣掺量低于30%混凝土的黏结强度损失率低于OPC混凝土,而钢渣掺量高于30%混凝土的黏结强度损失率迅速提高;ECE处理后,钢筋混凝土界面C-S-H含量降低,Ca(OH)_(2)晶体增多,随着钢渣掺量的增加,Ca(OH)_(2)晶体增加的趋势减缓。

电化学除盐中混凝土内氯离子的迁移特征研究

对电化学除盐过程中混凝土内Cl-的迁移特征进行了研究,并根据单位通电量作用下氯离子的驱除效率提出了电化学除盐能效比的定义。结果表明,电化学除盐后混凝土内氯离子呈上凸曲线分布,即除盐后钢筋周围与辅助阳极附近的混凝土中Cl-浓度较低,而中部混凝土中Cl-浓度较高;电化学除盐能效比的分析发现,电化学除盐的前期,电流密度愈大,除盐能效比愈高;电化学除盐的后期,电流密度愈小,除盐能效比愈高。