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您好 欢迎来到

钢筋混凝土耐久性导论课程

这节课我们简要介绍一下

电除盐等化学修复技术

路老师您之前提到了

电化学修复技术

我们都很感兴趣

您能否给我们简单介绍一下呢

好的 电化学修复技术

是英美国家近十几年以来

发展起来的一种快速无损

我有时候也管它叫

少损的修复技术

目前主要涉及电除盐

再碱化以及抑制碱骨料反应的

电化学修复技术

原来有一个网站有专门的介绍

现在相关的介绍

已经并入到了

另外一个腐蚀公司的网站上去了

大家有空的话

可以去网上浏览一下

相关的最新介绍

那么先来说一下电除盐

电除盐能够降低

混凝土中的氯离子含量

是一种非常好的技术

但是为什么要进行电除盐呢

其实是另有原因的

你们知道吗

不知道

前面我们提到在含氯的环境中

如果上下两层钢筋网之间

存在电连接 比如有拉筋

那么就有可能会发生

上层钢筋网的快速宏电池腐蚀

很快会造成

混凝土保护层的顺筋开裂

可是这个时候

你如果将开裂的

混凝土保护层凿掉

直接在上面覆盖新的混凝土

或者是砂浆层的话

你不久就会看到

在与新混凝土

或者是砂浆保护层相接的

原来未开裂的混凝土保护层中

会发生快速的钢筋腐蚀

那这又是为什么呢

请大家来看一下这张图

从图中我们可以看到

原来的混凝土保护层中

含有氯离子

而新的保护层中没有

这样以来同一根钢筋

就会处于两种不同的环境中

原来保护层中的钢筋

就会成为阳极

而新保护层中的钢筋

就会成为阴极

从而就形成了宏电池腐蚀

由于宏电池腐蚀的速度

大多是比较快的

这样就会造成临近

新修复保护层的

原来旧混凝土中的钢筋

发生快速的腐蚀

因此对于遭受盐污染的混凝土

最好的办法之一

就是先去除其中的氯离子

使它达到允许的氯离子浓度以下

这就是发展电除盐技术的

重要的原因

路老师 这么看来

这种电除盐技术

是不是利用了

溶液中离子的电迁移原理呢

是的 电除盐技术

就是将混凝土表面预先饱水

使之成为导电的介质

然后在混凝土表面上

设置网状的阳极以及电解液

将混凝土中的钢筋

接到直流电源的负极

然后通电

这样带负电的氯离子

就会在直流电场作用下

逐渐向外迁移

从而使混凝土中的氯离子浓度

不断下降

直至降到允许的程度

实际上就是利用了

同性电荷相斥

异性电荷相吸的

简单的技术原理

路老师电除盐的原理

看上去还是比较简单的

那实际的处理工艺

是不是也这么简单呢

实际上电除盐工艺

也并不是十分地复杂

我们可以结合下面的实例

来简要看一下

电除盐技术的处理工艺

主要包括原保护层的处理

阳极的布设

喷涂可饱水的纤维素材料

包覆之后进行通电

通过流动的水来进行除盐

除盐之后再进行防腐砂浆的封闭

一般地根据盐污染程度的不同

混凝土电除盐时间

通常需要几周到几个月

这就是通常的电除盐处理工艺

路老师电除盐的效果怎么样呢

您能否给我们举个例子讲一下

好 这是加拿大某桥梁

同结构不同部位处

进行和不进行电除盐时

在相同时间内

钢筋电位发生变化的情况

可以看出电除盐后

不发生腐蚀几率

大于90%以上的测点

由原来的0%提高到了96%以上

而且在半年之内保持稳定

而未进行除盐的地方

腐蚀几率大于90%的测点

所占的比例

随着时间的延长而波动增加

由此看来电除盐的效果

还是非常明显的

路老师 北方冬天下雪之后

会在路上撒除冰盐

那这种除冰盐引起的氯离子污染

是不是也可以用

电除盐技术来处理呢

电除盐技术

是非常适合于这些场合的

在这些场合进行电除盐的时候

还可以不中断交通

对于一些乡村的道路或者是桥梁

有时只需要在它上面

铺上一些草毡 洒一些水

就可以进行电除盐处理了

非常地方便

另外对于道面和桥面的电除盐

还可以充分利用雨季的便利

来进行电除盐处理

这是某桥面在电除盐前后

钢筋的电位变化以及分布情况

可以看出电除盐后

钢筋大部分处于不腐蚀的状态

他们还通过建模分析

认为一次电除盐处理

就可以延长该桥面22年的寿命

所以说它的技术经济效益

是非常显著的

路老师除了您刚才讲的

电除盐技术以外

您前面提到的再碱化技术

又是怎么回儿事呢

人们在进行电除盐时就发现

作为负极的钢筋周围

由于水发生电解

使得钢筋周围

混凝土孔内的pH值会升高

于是就利用这样一个原理

只需要将电除盐中的

外置电解液稍作调整

一般将给它改为一些碱性的溶液

当然了 也可以不去调整它

就可以通过电解

和电渗析的复合作用

使已碳化混凝土中的

孔溶液的pH值显著提高

从而达到保护钢筋的目的

这样这个工艺

就是电化学再碱化处理工艺

路老师我想知道

哪些场合可以用这种

再碱化的技术呢

能否举个例子呢

刚才讲过

再碱化技术主要用于

已碳化了的混凝土

一般的碳化严重的场合

多是人类活动的室内环境

这些地方的已碳化混凝土

是可以进行再碱化处理的

这是美国和加拿大

两个大学教学楼

进行再碱化处理的例子

无论是室外的柱子

还是室内的墙体

都可以参照先前

电除盐相似的工艺

进行已碳化混凝土的再碱化处理

这是处理前后

用酚酞显色的情况

显然再碱化处理后

已碳化混凝土孔溶液的pH值

是显著升高了

路老师按照您刚才所讲的

电化学修复技术的优点是很多的

那么它有没有什么缺点

还有局限性呢

这个问题非常好

电化学修复技术的显著优点是

无损

可在除盐的同时

可以使钢筋周围

混凝土孔溶液的pH值升高

这样就可以做到一剑双雕

另外它快速 经济 效果长久

是一种环境友好的处理工艺

它的缺点是长时间的电化学修复

有可能会使钢筋握裹力下降

对于高强钢或者是预应力钢筋

有可能会发生氢脆的危险

不一定适用

对于低强度的混凝土

长时间的加电

可能会造成混凝土中的

一些界面结构发生破坏

有关这些可能的缺点

目前证据还不是十分地充足

尚需要时间进行检验

根据我们自己早期的研究结果

我们认为对于低渗透性的混凝土

比如强度等级大于C60的混凝土

这些电化学修复技术

就可能不太适用了

因为有时要想达到

允许的离子浓度限值

会需要非常长的通电时间

好 这节课就先讲到这里

简要介绍了一下

电化学修复技术

下次课程再见