專利名稱：電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置，屬于土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于水泥混凝土是一種脆性非勻質(zhì)工程材料，其內(nèi)部存在大量微細(xì)裂縫和不同大小的孔隙，抗拉強(qiáng)度很低，抗裂性很差，所以混凝土結(jié)構(gòu)物很容易產(chǎn)生裂縫，可以說混凝土裂縫幾乎是不可避免的。裂縫修補(bǔ)的目的是使結(jié)構(gòu)構(gòu)件因開裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù)，修補(bǔ)方法和材料主要根據(jù)結(jié)構(gòu)的功能要求、開裂原因、裂縫性狀、結(jié)構(gòu)重要性和環(huán)境條件等因素確定。傳統(tǒng)的混凝土裂縫修復(fù)技術(shù)(結(jié)構(gòu)加固法、表面處理法、灌漿法、填充法等)對水環(huán)境中混凝土裂縫的修復(fù)存在很大的局限性，而對于裂縫自修復(fù)技術(shù)，結(jié)晶沉淀法在水流很快時CaCO3沉淀會被溶解和沖洗影響修復(fù)，滲透結(jié)晶法對大于0.4mm的裂縫自修復(fù)效果不佳，而聚合物固化法還有一些關(guān)鍵問題有待解決。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對上述存在的缺陷提出一種既可適用于海工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的修復(fù)，又可用來修復(fù)陸上混凝土裂縫的電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)是帶裂縫的混凝土、電沉積溶液、難溶性陽極、導(dǎo)線以及電源形成一個串聯(lián)回路，所述的電源采用直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，以帶裂縫的混凝土中的鋼筋作為陰極，采用ZnSO4或MgSO4可溶鹽作為電沉積溶液，其濃度為0.05mol/L～0.25mol/L，難溶性陽極采用純度為98％以上的片狀鈦網(wǎng)板，與帶裂縫的混凝土表面的電極距離為20mm～40mm，帶裂縫的混凝土表面的電流密度為0.25A/m2～1A/m2。
本實(shí)用新型的有益效果帶裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)采用電化學(xué)沉積法修復(fù)后，在混凝土的表面、裂縫里以及結(jié)構(gòu)內(nèi)部生成沉積物，覆蓋混凝土表面，愈合混凝土裂縫，填充混凝土內(nèi)部孔隙，改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，而且沉積物與基體的結(jié)合力可達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度。這些沉積物不僅為混凝土提供了物理保護(hù)層，而且也在一定程度上阻止有害物質(zhì)侵蝕混凝土，可有效的提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。該技術(shù)適用于水環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)以及傳統(tǒng)的修復(fù)技術(shù)難以奏效或修復(fù)成本太高的混凝土結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫采用的電沉積溶液具有成本低、穩(wěn)定、易存放、不污染環(huán)境、配制方法簡便、易實(shí)現(xiàn)；本發(fā)明提供的電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫采用的修復(fù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低、效果好。


圖1是帶裂縫混凝土表面的原始圖像；圖2、圖3是分別采用ZnSO4、MgSO4電沉積溶液修復(fù)后帶裂縫混凝土表面的圖像；圖4、圖5是分別采用ZnSO4、MgSO4電沉積溶液修復(fù)后混凝土裂縫處橫斷面的圖像；圖6是用電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的1是電沉積溶液、2是直流電源、3是鋼筋、4是帶裂縫的混凝土、5是片狀鈦網(wǎng)板、dd是電極距離。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖并通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
實(shí)施例1 ZnSO4電沉積溶液、濃度為0.05mol/L，混凝土表面電流密度0.25A/m2，片狀鈦網(wǎng)板與混凝土表面的距離20mm。
實(shí)施例2 MgSO4電沉積溶液、濃度為0.05mol/L，混凝土表面電流密度0.25A/m2，片狀鈦網(wǎng)板與混凝土表面的距離20mm。
實(shí)施例3 ZnSO4電沉積溶液、濃度為0.05mol/L，混凝土表面電流密度1.0A/m2，片狀鈦網(wǎng)板與混凝土表面的距離20mm。
實(shí)施例4 MgSO4電沉積溶液、濃度為0.05mol/L，混凝土表面電流密度1.0A/m2，片狀鈦網(wǎng)板與混凝土表面的距離20mm。
對照圖6，修復(fù)混凝土裂縫裝置的結(jié)構(gòu)是帶裂縫的混凝土4、電沉積溶液1、難溶性陽極、導(dǎo)線以及電源2形成一個串聯(lián)回路，所述的電源2采用直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，以帶裂縫的混凝土4中的鋼筋3作為陰極，采用含Zn2+或Mg2+的可溶鹽作為電沉積溶液，電沉積溶液濃度為0.05mol/L～0.25mol/L，難溶性陽極采用純度為98％以上的片狀鈦網(wǎng)板5，與帶裂縫的混凝土4表面的距離為20mm～40mm，帶裂縫的混凝土4表面的電流密度為0.25A/m2～1A/m2。
采用細(xì)集料混凝土試件，尺寸為40mm×40mm×160mm，水泥32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比0.60，鋼筋Φ6mm，預(yù)先埋置于混凝土試件中，保護(hù)層厚度15mm。試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)護(hù)28天后，在NYL-600型壓力試驗(yàn)機(jī)下施加橫向劈裂荷載，則在其縱向中部位置附近產(chǎn)生貫穿裂縫，縫寬0.3mm±0.05mm，為保證沉積物只在裂縫所在面生成，其他面上均涂上硅橡膠。
每5天更換1次電沉積溶液，共處理4次，計20天，取出試件可以發(fā)現(xiàn)裂縫均已完全愈合，沿著裂縫將試件橫向切開，測出裂縫填充深度分別為8.92mm，5.82mm，4.45mm和4.11mm；將實(shí)例1，2中的試件進(jìn)行碳化試驗(yàn)，電沉積處理后混凝土試件無裂縫處及裂縫處的碳化深度，與未處理的試件相比，齡期7天，14天，21天，28天，35天的碳化深度均有所降低，其中28天齡期無裂縫處的碳化深度分別降低7.36％和8.51％，裂縫處分別降低5％和14.79％；采用COULTER SA3100比表面積和孔徑分析儀對每個試件在中部范圍內(nèi)距沉積面5mm，20mm及35mm處取樣分析，可以得出實(shí)例3中電沉積處理過的混凝土試件距離沉積面5mm以及實(shí)例4中電沉積處理過的混凝土試件距離沉積面5mm，20mm處試樣總孔體積、各孔徑范圍內(nèi)的孔體積及比表面積與未經(jīng)過電沉積處理的相比均有所下降，而混凝土試件其余范圍內(nèi)的總孔體積及各孔徑范圍內(nèi)的孔體積幾乎不變。以上實(shí)例可看出，帶裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)過電化學(xué)沉積方法修復(fù)后，可改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。
權(quán)利要求1.電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置，其特征是由帶裂縫的混凝土(4)、電沉積溶液(1)、難溶性陽極、導(dǎo)線以及電源(2)形成一個串聯(lián)回路，所述的電源(2)采用直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，以帶裂縫的混凝土(4)中的鋼筋(3)作為陰極，采用ZnSO4或MgSO4可溶鹽作為電沉積溶液(1)，電沉積溶液(1)的濃度為0.05mol/L～0.25mol/L，難溶性陽極采用純度為98％的片狀鈦網(wǎng)板(5)，片狀鈦網(wǎng)板(5)與帶裂縫的混凝土(4)表面的電極距離為20mm～40mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是電化學(xué)沉積方法修復(fù)混凝土裂縫的裝置，其結(jié)構(gòu)是由帶裂縫的混凝土、電沉積溶液、難溶性陽極、導(dǎo)線以及電源形成一個串聯(lián)回路，所述的電源采用直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，以帶裂縫的混凝土中的鋼筋作為陰極，采用ZnSO
文檔編號E04G23/02GK2861375SQ200520076008
公開日2007年1月24日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者蔣林華, 儲洪強(qiáng) 申請人:河海大學(xué)