应用磷酸镁水泥和碳纤维布铺设电化学除盐外部阳极的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钢筋混凝±结构电化学除盐技术领域，具体设及一种应用憐酸儀水泥 和碳纤维布铺设电化学除盐外部阳极的方法。目前电化学除盐普遍采用普通钢丝网、不诱 钢网或铁网等金属网作为阳极。本发明提出了采用碳纤维布替代金属网、憐酸儀水泥作为 碳纤维布一混凝±粘结剂的新方法。碳纤维布是一种导电性能良好的电极材料，使电化学 除盐不受构件形状尺寸限制，满足电化学除盐工程化的要求，但是目前粘结碳纤维布与混 凝±的粘结剂主要是环氧树脂胶，并不具备导电性能，而本发明提出了采用憐酸儀水泥替 代环氧树脂胶粘结碳纤维布的新方法，不但碳纤维布能够起到增强作用，而且憐酸儀水泥 能够克服环氧树脂粘结剂不导电的缺陷，其必将具有十分重要的应用前景和实际意义。
【背景技术】
[0002] 钢筋混凝±结构是目前工程中最常见的结构形式，钢筋腐蚀被认为是混凝±结构 劣化的最主要动因，混凝±中內渗或外渗的氯离子引起的钢筋腐蚀，带来的混凝±结构使 用寿命缩短的后果十分严重。电化学除盐正是针对氯盐腐蚀，通过外加电源迁移出混凝± 内部的氯离子，使钢筋表面重新纯化的一种混凝上结构防腐修复技术。
[0003] 现有技术通常是用普通钢丝网、不诱钢网或铁网等金属网作为阳极进行钢筋混凝 ±结构电化学除盐。但是用运些金属网作为阳极时，存在化学稳定性差，除盐中容易诱穿而 影响除盐进程，价格昂贵，铺设困难等缺点，因此选用更合适的阳极材料，具有较高的研究 应用价值。
[0004] 目前，没有"应用憐酸儀水泥和碳纤维布铺设电化学除盐外部阳极的方法"方 面的专利，关于电化学除盐技术的专利总共十个，分别为《一种钢筋混凝±电化学除盐 电解质溶液》狂L200610018508);《一种用于电化学脱盐的有机高分子膏体及制备方法》 狂L201310345170. 9);《一种钢筋混凝±电化学除盐循环装置》狂L200620095539. 0);《混 凝上电化学脱盐监测装置》狂L200820202746. 0);《混凝±中钢筋电化学检测或修复用的预 埋式装置》狂L201310260314. 0);《一种混凝±电化学脱盐系统》狂L200820206218. 2);《基 于电化学脱盐的海港工程混凝上结构修补加固方法及系统》狂L201210447243.0);《基于 用BE阻诱剂电渗盐污染构筑物的修复方法及装置》狂L201010137745. 4);《一种腐蚀混凝 上结构的双向电渗修复方法》狂L201210127351);《一种两步法修复盐害混凝±结构的装置 与方法》狂L201210128147)。前5个专利分别提出了一种电化学除盐的电解质溶液、电化 学脱盐的有机高分子膏体及制备方法、电解质溶液可W循环流动作用于混凝±的电化学除 盐循环装置、监测总通电量和电流分布情况的电化学脱盐监测装置、电化学检测或修复用 的预埋式装置；第6个专利提出了一种混凝±电化学脱盐系统，该系统包括由两层木质纤 维加铁网构成的阳极部分；第7个专利提出了一种完整系统的前期检测修补、中期电化学 除盐处理、后期采用碳纤维加固或涂层防腐的修补加固处理方法；第8个专利提出了一种 用BE阻诱剂电渗盐污染构筑物的修复方法及装置，在排出氯离子的同时使钢筋附件富集 BE电渗阻诱剂有效基团，在钢筋表面形成保护膜；第9个专利提出了一种腐蚀混凝±结构 的双向电渗修复方法，在氯离子单向渗出的同时，阳离子阻诱剂还能渗入到混凝±内部；第 10个专利提出了一种两步法修复盐害混凝±结构的装置与方法，此装置有利于氯离子的充 分排出和阳离子阻诱剂的迁移，并且能实时监控抑。 阳0化]上述10个专利中电化学除盐所使用的阳极为普通钢丝网、不诱钢网或铁网，普通 钢丝网容易诱穿，不能重复使用，而不诱钢网尤其是铁网的价格较贵，铺设较困难，难W大 面积应用于实际工程中；专利中所设及到的碳纤维也只是用于构件除盐后的加固W提高其 承载力，并没有提到碳纤维直接替代普通钢丝网、不诱钢网或铁网用作除盐的外部阳极。
[0006] 本发明提出了采用碳纤维布替代金属网、憐酸儀水泥作为碳纤维布一混凝±粘结 剂的新方法。碳纤维布是一种导电性能良好的电极材料，使电化学除盐不受构件形状尺寸 限制，满足电化学除盐工程化的要求。目前粘结碳纤维布与混凝±的粘结剂主要是环氧树 脂胶，但也只是作为FRP加固材料使用，并不具备导电性能。本发明不但能够起到纤维布增 强作用（FRP增强作用），而且憐酸儀水泥能够克服环氧树脂胶不导电的缺陷，具有电化学 除盐、结构加固的双重功效。
[0007] 本发明中的导电型憐酸儀水泥不仅粘结强度高，而且能够克服常用的环氧树脂粘 结剂不导电的缺陷，因为，憐酸儀水泥本身就具有导电性，而本发明在憐酸儀水泥中再渗加 导电料后，憐酸儀水泥的导电性显著提高，保证了电化学萃取氯离子的效率。试验中还发 现，在憐酸儀水泥中渗加粉煤灰提高了其抗氯离子渗透性，阻碍了氯离子向阳极迁移排出 的过程，降低了除盐的效果，因此在配制憐酸儀水泥时不得加入粉煤灰。
【发明内容】
[0008] 本发明提出了一种W碳纤维布作为阳极替代普通钢丝网、不诱钢网或铁网等传统 阳极材料，W憐酸儀水泥作为粘结剂替代传统有机胶的新方法，碳纤维布与憐酸儀水泥复 合在一起，通过利用碳纤维布良好的导电性、碳原子不易得失电子的化学稳定性、憐酸儀水 泥相比环氧树脂胶更低的抗氯离子渗透性等特性来实现其充当除盐的外部阳极。
[0009] 应用憐酸儀水泥和碳纤维布铺设电化学除盐外部阳极的方法，其特征在于：该阳 极材料由碳纤维布和粘结剂（导电型憐酸儀水泥）组成，憐酸儀水泥用于粘结待除盐的钢 筋混凝±表面及碳纤维布；
[0010] 所述的憐酸儀水泥各组成及其质量分数为：30%~35%高溫烧结儀砂、35%~ 40%憐酸二氨钟、5%缓凝剂、5%~10%导电料W及15~20%7jC。其中高溫烧结儀砂的般 烧溫度要求> 1600°C，颗粒级配范围为30~120ym;缓凝剂为棚砂；导电料为导电碳粉， 粒径《0. 1mm。
[0011] 所述的碳纤维布为混凝±结构加固修复用单向碳纤维布，其抗拉强度> 2500MPa， 每米电阻在35-40Q。
[0012] 2.铺设该阳极材料的具体步骤为：
[0013] (1)钢筋混凝±结构基底表面处理：首先应剔除被除盐构件局部劣化的混凝± (如空谷起壳、剥落和疏松等），直至完全露出基体新面，对于钢筋严重诱蚀已出现膨胀裂 缝的区域，应采取局部挖除并用憐酸儀水泥将表面修复平整。然后将混凝±结构表面打磨 去掉松动颗粒，并除去浮尘；转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧曲率半径不 应小于2Omm；
[0014] (2)制备导电型憐酸儀水泥：首先将憐酸二氨钟、缓凝剂、导电料按比例揽拌均 匀，再加入水进行揽拌；待揽拌均匀后再加入儀砂揽拌，最终得到导电型憐酸儀水泥；憐酸 儀水泥必须随配随用，放置时间超过Smin时不得继续使用。
[0015] (3)外部阳极的铺设方法：把导电型憐酸儀水泥均匀涂抹在混凝±表面，厚度为 2~3mm;按除盐构件的尺寸裁剪碳纤维布，把碳纤维布贴于憐酸儀水泥表面，并用滚筒顺 纤维方向滚压，挤出气泡，使其紧贴工作面；碳纤维布包裹层数为1层，碳纤维布顺纤维方 向的搭接长度应不小于IOOmm;粘贴完毕后，应养护1小时；待憐酸儀水泥硬化后，在碳纤维 布表面粘结铜导线并与外部直流电源的正极相连。
[0016] 相对于传统的阳极材料如铁网等金属网及铺设方法，本发明具有如下优点和效 果：
[0017] 1)材料成本低廉：除盐常用的铁网价格为1000元/平方米左右，而碳纤维布的价 格只有50元/平方米左右，憐酸儀水泥粘结剂的成本只有10元/平方米左右，因此材料成 本大大降低；
[0018] 2)铺设简便快速：由于憐酸儀水泥凝结硬化迅速，与碳纤维布的粘结强度高，铺 设简便快速，易操作，施工效率高，只需经过涂抹，无需再使用螺栓和馴钉固定，对原有结构 的扰动程度较低，施工方便快捷；
[0019] 3)除盐效果好：此技术能高效地