CN109778821B - 海洋环境下钢筋混凝土结构的养护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法和养护方法，该施工方法的关键在于：利用两层碳纤维网将原本完整的砼层分成了三层，使得离子每次迁移的路径变为原来的三分之一，且在浇注混凝土初期向混凝土内渗入保护剂阳离子，并进行通电迁移，使之形成位于外层碳纤维网处的外隔离层和位于钢筋笼处的内隔离层；该养护方法的关键在于：利用到施工初期预埋在钢筋混凝土结构中的两层碳纤维网，将原本完整的砼层分成了三层，并对氯离子从内向外逐层迁移，使得离子每次迁移的路径变为原来的三分之一。上述的施工方法和养护方法电迁氯离子时电迁阻力小、电迁距离短、电迁效果好。

Description

海洋环境下钢筋混凝土结构的养护方法

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土结构耐久性保护领域，具体讲是一种在海洋环境下钢筋混凝土结构的防腐施工方法和养护方法。

背景技术

沿海地区的建筑物或构筑物的钢筋混凝土结构长期处于海水浸泡或海风吹拂等海洋气候的恶劣的腐蚀环境中，导致大量对钢筋有腐蚀性的氯离子进入钢筋混凝土结构内部，降低钢筋混凝土结构的工程寿命。为确保钢筋混凝土结构的工程寿命达到人们设计时所期望的百年要求，需要后期利用电迁法对钢筋混凝土结构进行养护处理。

传统的电迁养护处理的方法为，将一个保护罩固定在混凝土表面，保护罩内设有一块不锈钢板，保护罩内灌注有电解质溶液，用一个电源正极与不锈钢板连通，电源负极与钢筋混凝土结构中的钢筋连通。这样，不锈钢板和钢筋之间产生电势差，使得钢筋混凝土结构的混凝土中带负电的氯离子向正极移动，从混凝土中进入到保护罩空腔的电解质溶液内；当然，还可以在电解质溶液内掺入铵根离子或氧化铝阳离子等保护剂阳离子，同样利用电势差将电解质溶液中的阳离子反向迁移到钢筋混凝土结构内部，使其包裹在钢筋表面，形成隔离层。从理论上说，该装置能有效去除钢筋混凝土结构中的氯离子，避免钢筋混凝土结构中的钢筋被腐蚀，且能有效将保护剂阳离子迁入钢筋混凝土结构的钢筋表面。

然而，在实际使用过程中发现，传统的电迁法的装置和方法存在较大的局限。具体的说，当钢筋外包裹的砼层厚度较大时，如某些桥墩结构，其钢筋笼外的砼层厚度超过了70cm，其电迁路程远，电迁阻力大，依靠传统的电迁法很难将混凝土内部的氯离子迁移出来，同样，也很难将电解质溶液内的保护剂阳离子迁移进混凝土结构内部。所以，一旦遇到钢筋外的砼层过厚时，电迁法速度慢，耗时久，且迁移保护效果差，甚至各种离子根本无法迁移到指定位置。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种完工时能在砼层内形成致密的隔离层，使得对氯离子隔断效果好，且能使得后期电迁氯离子和保护剂离子时电迁阻力小、电迁距离短、电迁效果好的海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法，其步骤包括：

a、绑扎钢筋笼并搭设侧模板，且在每块侧模板和钢筋笼之间搁置两层碳纤维网，用第一导线与外层碳纤维网连接，用第二导线与内层碳纤维网连接，用第三导线与钢筋笼连接；

b、向混凝土内掺入保护剂阳离子并搅拌均匀，再将掺有保护剂阳离子的混凝土浇注到侧模板内，使两层碳纤维网及三根导线的连接端锚固在混凝土内，且使得三根导线的自由端露出混凝土；

c、将第一电源正极与第二导线连通，将第一电源负极与第一导线连通，由此产生的电势差使得外层碳纤维网与内层碳纤维网之间的保护剂阳离子向外迁移，并在外层碳纤维网位置形成一层致密的外隔离层；将第二电源正极与第二导线连通，将第二电源负极与第三导线连通，由此产生的电势差使得内层碳纤维网与钢筋笼之间的保护剂阳离子向内迁移，并包覆在钢筋笼表面形成致密的内隔离层。

本发明海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法与现有技术相比，具有以下优点：

上述施工方法的本质为，利用两层碳纤维网将原本完整的砼层分成了三层，使得离子每次迁移的路径变为原来的三分之一，这样，从空间上看，明显缩短了电迁路程，将电迁阻力也降低至原来的三分之一，电迁速度更快、效率更高，而且确保离子能迁移到指定目标区域，电迁保护的效果自然更好；而且，该方案利用到混凝土新浇注未彻底凝固的时机，打了一个时间差，充分利用混凝土未干硬时电迁阻力小的优势，进一步提高了电迁效率和电迁效果；况且，上述结构施工完成后，保护剂阳离子在钢筋混凝土结构内部形成了内外两层致密的隔离层，即位于外层碳纤维网处的外隔离层和位于钢筋笼处的内隔离层，其隔离保护效果好，有效延缓甚至阻断了氯离子渗入的路径，延长了结构的使用寿命，降低后期除氯保养的频率，延后了保养的期限。进一步说，依照上述施工方法施工出的钢筋混凝土结构，后期进行除氯或渗入保护剂离子的处理时，同样由于两层碳纤维网的存在，氯离子迁出和保护剂阳离子迁入的路径也缩短，故后期上述离子的迁移养护过程也效率高，养护效果也更好。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种电迁氯离子时电迁阻力小、电迁距离短、电迁效果好的钢筋混凝土结构的养护方法。

本发明的一种技术解决方案是，提供一种钢筋混凝土结构的养护方法，其步骤包括：

a、用电源负极与第三导线连接，用电源正极与第二导线连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得钢筋混凝土结构内层的氯离子从钢筋笼向内层碳纤维网迁移；

b、用电源正极与第一导线连接，用电源负极与第二导线连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得此刻位于钢筋混凝土结构中层的氯离子从内层碳纤维网向外层碳纤维网迁移；

c、在混凝土外安装内置有不锈钢板的保护罩，并向保护罩内注满电解质溶液，用第四导线将电源正极与不锈钢板连接，而电源负极与外层碳纤维网连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得此刻位于钢筋混凝土结构外层的氯离子从外层碳纤维网向保护罩的电解质溶液内迁移。

上述养护方法的本质为，利用到施工初期预埋在钢筋混凝土结构中的两层碳纤维网，将原本完整的砼层分成了三层，并对氯离子从内向外逐层迁移，使得离子每次迁移的路径变为原来的三分之一，从而缩短了电迁路程，同时将电迁阻力也降低至原来的三分之一，导致电迁速度更快、效率更高，而且使得绝大部分氯离子能迁移出混凝土结构内部，确保养护效果更好。

作为改进，氯离子电迁结束后，向电解质溶液内掺入保护剂阳离子；将电源正极与第四导线连接，将电源负极与第一导线连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得电解质溶液内的保护剂阳离子向外层碳纤维网迁移；再将电源正极与第一导线连接，并将电源负极与第二导线连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从外层碳纤维网向内层碳纤维网迁移；然后将电源正极与第二导线连接，将电源负极与第三导线连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从内层碳纤维网向钢筋笼迁移，并最终包覆在钢筋笼外形成保护隔离层。

这样，同样利用预埋在混凝土结构中的两层碳纤维网，将砼层分为三层，从外向内使保护剂阳离子逐层迁移，从而缩短电迁路程，降低电迁阻力，提高电迁速度和效率，确保保护剂阳离子顺利迁移到钢筋笼位置，形成致密隔离层，保障养护效果。

附图说明

图1是本发明海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法的施工过程示意图。

图2是本发明海洋环境下钢筋混凝土结构的养护方法的施工过程示意图。

图3是本发明补充养护方法的施工过程示意图。

图中所示1、钢筋笼，2、第一导线，3、外层碳纤维网，4、第二导线，5、内层碳纤维网，6、第三导线，7、不锈钢板，8、保护罩，9、第四导线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法，它包括以下步骤。

a、绑扎钢筋笼1并搭设侧模板，且在每块侧模板和钢筋笼1之间搁置两层碳纤维网，用第一导线2与外层碳纤维网3连接，用第二导线4与内层碳纤维网5连接，用第三导线6与钢筋笼1连接。

该步骤中，绑扎钢筋笼1及搭设侧模板，均是常规施工手段，当然，侧模板是根据混凝土结构的具体形状设置的，以桥墩为例，侧模板为四块，布置成一圈，同理每层碳纤维网也是四块围成一圈。而网格状碳纤维网的网洞尺寸一般是混凝土骨料颗粒直径的两倍左右，如5～10mm。

b、向混凝土内掺入保护剂阳离子并搅拌均匀，再将掺有保护剂阳离子的混凝土浇注到侧模板内，使两层碳纤维网及三根导线的连接端锚固在混凝土内，且使得三根导线的自由端露出混凝土。

该步骤中，保护剂阳离子可以采用铵根离子或氧化铝阳离子。该步骤中，保护剂阳离子可以采用铵根阳离子型阻锈剂或氧化铝阳离子型纳米材料，其中铵根阳离子型阻锈剂可阻止钢筋锈蚀，而氧化铝阳离子型纳米材料可填充混凝土孔隙结构。

c、将第一电源正极与第二导线4连通，将第一电源负极与第一导线2连通，保持通电一段时间如1到2天，由此产生的电势差使得外层碳纤维网3与内层碳纤维网5之间的保护剂阳离子向外迁移，并在外层碳纤维网3位置形成一层致密的外隔离层；将第二电源正极与第二导线4连通，将第二电源负极与第三导线6连通，保持通电一段时间如1 到2天，由此产生的电势差使得内层碳纤维网5与钢筋笼1之间的保护剂阳离子向内迁移，并包覆在钢筋笼1表面形成致密的内隔离层。

如图2所示，本发明钢筋混凝土结构的养护方法，它包括以下步骤。

a、用电源负极与第三导线6连接，用电源正极与第二导线4连接，并持续通电一段时间，如2到3天，由此产生的电势差使得钢筋混凝土结构内层的氯离子从钢筋笼1向内层碳纤维网5迁移；

b、用电源正极与第一导线2连接，用电源负极与第二导线4连接，并持续通电一段时间，如2到3天，由此产生的电势差使得原本就位于或者从内部电迁至钢筋混凝土结构中层的氯离子从内层碳纤维网5向外层碳纤维网3迁移；

c、在钢筋混凝土结构外安装内置有不锈钢板7的保护罩8，并向保护罩8内注满电解质溶液，用第四导线9将电源正极与不锈钢板7连接，而电源负极与外层碳纤维网3 连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得此刻位于钢筋混凝土结构外层的氯离子从外层碳纤维网3向保护罩8的电解质溶液内迁移。

氯离子电迁结束后，实施如图3所示的补充养护方法，具体步骤如下。

向电解质溶液内掺入保护剂阳离子。

将电源正极与第四导线9连接，将电源负极与第一导线2连接，并持续通电一段时间，如2到3天，由此产生的电势差使得电解质溶液内的保护剂阳离子向外层碳纤维网3 迁移。

再将电源正极与第一导线2连接，并将电源负极与第二导线4连接，并持续通电一段时间，如2到3天，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从外层碳纤维网3向内层碳纤维网5迁移。

然后将电源正极与第二导线4连接，将电源负极与第三导线6连接，并持续通电一段时间，如2到3天，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从内层碳纤维网5向钢筋笼1 迁移，并最终包覆在钢筋笼1外形成保护隔离层。

Claims (1)

1.一种海洋环境下钢筋混凝土结构的养护方法，其特征在于：

该海洋环境下钢筋混凝土结构的施工方法的步骤包括：

a、绑扎钢筋笼（1）并搭设侧模板，且在每块侧模板和钢筋笼（1）之间搁置两层碳纤维网，用第一导线（2）与外层碳纤维网（3）连接，用第二导线（4）与内层碳纤维网（5）连接，用第三导线（6）与钢筋笼（1）连接；

b、向混凝土内掺入保护剂阳离子并搅拌均匀，再将掺有保护剂阳离子的混凝土浇注到侧模板内，使两层碳纤维网及三根导线的连接端锚固在混凝土内，且使得三根导线的自由端露出混凝土；

c、将第一电源正极与第二导线（4）连通，将第一电源负极与第一导线（2）连通，由此产生的电势差使得外层碳纤维网（3）与内层碳纤维网（5）之间的保护剂阳离子向外迁移，并在外层碳纤维网（3）位置形成一层致密的外隔离层；将第二电源正极与第二导线（4）连通，将第二电源负极与第三导线（6）连通，由此产生的电势差使得内层碳纤维网（5）与钢筋笼（1）之间的保护剂阳离子向内迁移，并包覆在钢筋笼（1）表面形成致密的内隔离层；

养护方法的步骤包括：

a、用电源负极与第三导线（6）连接，用电源正极与第二导线（4）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得钢筋混凝土结构内层的氯离子从钢筋笼（1）向内层碳纤维网（5）迁移；

b、用电源正极与第一导线（2）连接，用电源负极与第二导线（4）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得此刻位于钢筋混凝土结构中层的氯离子从内层碳纤维网（5）向外层碳纤维网（3）迁移；

c、在混凝土外安装内置有不锈钢板（7）的保护罩（8），并向保护罩（8）内注满电解质溶液，用第四导线（9）将电源正极与不锈钢板（7）连接，而电源负极与外层碳纤维网（3）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得此刻位于钢筋混凝土结构外层的氯离子从外层碳纤维网（3）向保护罩（8）的电解质溶液内迁移；

氯离子电迁结束后，向电解质溶液内掺入保护剂阳离子；

将电源正极与第四导线（9）连接，将电源负极与第一导线（2）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得电解质溶液内的保护剂阳离子向外层碳纤维网（3）迁移；

再将电源正极与第一导线（2）连接，并将电源负极与第二导线（4）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从外层碳纤维网（3）向内层碳纤维网（5）迁移；

然后将电源正极与第二导线（4）连接，将电源负极与第三导线（6）连接，并持续通电一段时间，由此产生的电势差使得保护剂阳离子从内层碳纤维网（5）向钢筋笼（1）迁移，并最终包覆在钢筋笼（1）外形成保护隔离层。

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