CN103938883A - 混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法 - Google Patents

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熊焱
吴迪
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Abstract

本发明公开了一种混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法，包括在高温火灾后的混凝土结构外表面安装一层吸水材料，在所述吸水材料外表面安装一层辅助阳极，以混凝土结构内的钢筋为阴极，把辅助阳极浸没在高碱性电解质溶液中，然后在辅助阳极与阴极之间通直流电，在直流电的作用下，高碱性电解质溶液向钢筋周围的混凝土渗透，从而达到恢复混凝土结构的高pH值的目的。本发明能够大幅度延长混凝土结构的使用寿命，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法
技术领域
本发明涉及混凝土修复技术领域，具体涉及混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法。
背景技术
目前，针对高温火灾受损混凝土结构的维修技术多是对结构进行补强加固，如增大截面法、置换法、预应力法、粘帖钢板法、喷射混凝土法、增加钢支撑法、碳纤维布加固技术等。然而，对于火灾后处于隐性或潜在耐久性破坏的影响往往重视不够。高温火灾给混凝土结构耐久性会带来很大的问题：高温下的快速中性化使混凝土内部碱性环境降低；装修材料高温下分解产生的HCl和SO2等有害气体与水蒸气结合后对混凝土的侵蚀；高温下混凝土微观结构变差、孔隙率增大、内部贯通裂缝增多。对于高温火灾损伤结构的修复，除了修复后应恢复结构的设计承载能力，允许产生可接受的变形，满足当地抗震设防要求外，还应该在设计服役期内，使结构具有良好的耐久性能。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法，主要针对受损结构耐久性的无损修复。
本发明采用如下技术方案：
一种混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法，在高温火灾后的混凝土结构外表面安装一层吸水材料，在所述吸水材料外表面安装一层辅助阳极，以混凝土结构内的钢筋为阴极，把辅助阳极浸没在高碱性电解质溶液中，然后在辅助阳极与阴极之间通直流电，在直流电的作用下，高碱性电解质溶液向钢筋周围的混凝土渗透，从而达到恢复混凝土结构的高pH值的目的。
所述辅助阳极具体为钛网或不锈钢钢丝网。
所述高碱性电解质溶液具体为碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液。
所述吸水材料具体为高松吸水纸等高吸水、保水材料。
所述高碱性电解质溶液浓度为1-3mol/L。
本发明的工作原理：
如图1所示，在混凝土结构内的钢筋表面发生电解水反应，反应所产生的OH-一部分向阳极发生电迁移，一部分滞留在钢筋周围，滞留的那部分OH-会提高钢筋周围混凝土的碱性；同时，在外加电场作用下，高碱性电解质溶液会透过混凝土多孔的基体，电渗到已中性化的混凝土基体中，达到使混凝土碱性恢复的目的；另外，浓度差也会使高碱性电解质溶液通过扩散作用和毛细管虹吸作用进入到混凝土基体内。
本发明的有益效果：
本发明应用在高温后损伤的钢筋混凝土结构耐久性的修复工程中，尤其是火灾后中轻度受损构件、无须拆除的混凝土结构，在进行结构的补强加固前，通过再碱化修复，可以提高混凝土的密实性，恢复钢筋周围混凝土高碱性环境，修复损伤结构的耐久性能，大幅度地延长混凝土结构的使用寿命，具有显著的社会效益和经济效益，对于近代保护性建筑、隧道工程、桥梁工程以及大体积混凝土结构的维修保护，该方法显得尤为适合。
附图说明
图1是本发明的电化学原理图；
图2是本发明的结构示意图。
图中示出：
1-钢筋，2-混凝土，3-高碱性电解质溶液，4-钛网，5-直流电源，6-吸水材料。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例中辅助阳极采用钛网4，高碱性电解质溶液3采用碳酸钠溶液，吸水材料6采用高松吸水纸。
如图2所示：在高温火灾后的混凝土结构外表面安装一层吸水材料，在吸水材料6外表面固定一层钛网4，采用直流电源5在辅助阳极与混凝土结构内的钢筋1之间通直流电，在直流电的作用下，高碱性电解质溶液3向钢筋1周围的混凝土2渗透，恢复钢筋周围混凝土的高pH值，具体通电时间视混凝土的受损程度而定，强吸水材料是为了饱有电解液，从而保证通电工作在辅助阳极被浸没，在直流电的作用下，高碱性电解质溶液向钢筋周围的混凝土渗透，从而达到恢复混凝土结构的高pH值的目的。
实施例1：
尺寸为100mm×100mm×100mm的混凝土立方体试块，经300℃高温6小时自然冷却后，置于浓度为1mol/L的碳酸钠溶液中，施加电流密度为1A·m-2的直流电，进行再碱化修复14天后，混凝土立方体抗压强度比高温后的提高了22.1％，pH值比高温后的提高了23.5％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种混凝土结构高温火灾后的再碱化修复方法，其特征在于，在高温火灾后的混凝土结构外表面安装一层吸水材料，在所述吸水材料外表面安装一层辅助阳极，以混凝土结构内的钢筋为阴极，把辅助阳极浸没在高碱性电解质溶液中，然后在辅助阳极与阴极之间通直流电，在直流电的作用下，高碱性电解质溶液向钢筋周围的混凝土渗透，从而达到恢复混凝土结构的高pH值的目的。
2.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述辅助阳极具体为钛网或不锈钢钢丝网。
3.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述高碱性电解质溶液具体为碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液。
4.根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述吸水材料具体为高松吸水纸。
5.根据权利要求1或3所述的修复方法，其特征在于，所述高碱性电解质溶液浓度为1-3mol/L。
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