一種脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置的製作方法
2023-07-05 07:43:21
專利名稱：一種脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於土木工程材料技術領域，具體涉及一種用脈衝電沉積修復混凝土裂 縫的裝置。
背景技術：
混凝土材料是現代建築、水利、港口和橋梁等工程中應用最廣泛的工程材料，發揮 著其他材料無法替代的作用和功能。混凝土材料的缺點是脆性大、易腐蝕，在其服役過 程中會受到外部環境和內部因素的作用，產生裂紋、局部損傷和腐蝕等病害，日積月累， 這些病害會日益加重，致使混凝土材料的性能不斷降低，輕者會影響結構的正常使用或 縮短結構使用壽命，重者會產生災難性事故，給國民經濟和人民的生命安全帶來巨大損 失。
裂縫是混凝土結構一個相當普遍的現象，許多混凝土結構在建設和使用過程中出現 了不同程度和不同形式的裂縫。大量工程實踐和科學研究表明，混凝土的裂縫幾乎是不 可避免的。混凝土的裂縫不僅影響建築物的外觀，還危及建築物的正常使用和耐久性。 隨著預拌混凝土的大力推廣應用以及結構形式日趨大型化、複雜化，混凝土的裂縫問題 變得更為突出。
電沉積方法可以修復鋼筋混凝土的裂縫，特別適合在傳統修復技術難以奏效的海洋 環境等工程中。已有的電沉積修復混凝土裂縫方法均採用低壓直流電為外電源，通過改 變電流密度、電沉積溶液種類、溶液濃度、混凝土參數等來改善修復效果。迄今國內外 均未見採用脈衝電源進行電沉積修復混凝土裂縫，改善修復效果的報導。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可供修復混凝土裂縫的脈衝電沉積修復裝置。
為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案如下
一種脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，包括脈衝電源、陰極、陽極、電沉積溶液 和導線，陰極和陽極置於電沉積溶液中，脈衝電源通過導線分別和陰極、陽極相連；其 中，脈衝電源採用周期換向雙脈衝電源，脈衝開通時間/關斷時間為0.6~lms/0.6~lms， 施加的混凝土表面電流密度為0.25~3A/m2;陰極採用混凝土中的鋼筋，陽極採用鈦網板， 放置在混凝土附近；電沉積溶液採用濃度為0.05 0.50mol/L鋅鹽或鎂鹽水溶液。
其中，所述的鈦網板的純度為98%以上。其中，所述的陰極和陽極之間的距離為20 60mm。 其中，所述的鋅鹽為ZnS04，所述的鎂鹽為MgS04。
有益效果與直流電沉積相比，脈衝電沉積的質量增加率、表面覆蓋率、裂縫癒合 率以及裂縫填充深度明顯提高。脈衝電沉積存在電流接通和斷開，可避免直流電沉積連 續恆定電流易造成的濃差極化、過電位和析氫等副反應的產生，由脫吸附作用提高沉積 層的純度。與直流電沉積相比，脈衝電沉積的質量增加率提高59~77%、表面覆蓋率增 加40~80%、裂縫癒合率提高18~43%，裂縫填充深度提高15~50%。帶裂縫的混凝土採 用脈衝電沉積方法修復後，在混凝土的表面、裂縫及結構內部生成沉積物，覆蓋混凝土 表面，癒合混凝土裂縫，填充混凝土內部孔隙，改善混凝土的孔結構。這些沉積物不僅 為混凝土提供了物理保護層，而且在一定程度上能阻止有害物質侵蝕混凝土，可有效提 高混凝土結構的耐久性。該技術適用於水環境中的混凝土結構以及傳統的修復技術難以 奏效或修復成本太高的混凝土結構。本發明提供的脈衝電沉積修復混凝土裂縫裝置結構 簡單、操作方便、成本低、效果好。
圖1是脈衝電沉積方法修復混凝土裂縫裝置結構示意圖。
其中，1是電沉積溶液、2是脈衝電源、3是鋼筋、4是帶裂縫的混凝土、 5是鈦網 板、dd是電極距離。
具體實施方式
以下結合實施例及說明書附圖對本實用新型作進一步闡述。
如圖1所示，本發明的脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，包括脈衝電源2、陰極 3、陽極5、電沉積溶液1和導線，陰極3和陽極5置於電沉積溶液1中，脈衝電源2 通過導線分別和陰極3、陽極5相連；其中，脈衝電源2採用周期換向雙脈衝電源，脈 衝開通時間/關斷時間為0.6~lms/0.6~lms，施加的混凝土表面電流密度為0.25~3A/m2; 陰極3採用混凝土中的鋼筋，陽極5採用純度為98%以上的鈦網板，放置在混凝土附近， 陰極和陽極之間的距離為20 60rnrn;電沉積溶液1採用濃度為0.05~0.50mol/L ZnS04 或MgS04水溶液。
採用細集料混凝土試件，尺寸為40mmx40mmxl60mm，水泥為32.5級普通矽酸鹽 水泥，水灰比0.6，鋼筋(D6mm，預先埋置於混凝土試件中，保護層厚度17mm。試件 在標準條件下養護28d後，施加橫向劈裂荷載，在其縱向中部位置附近產生貫穿裂縫， 縫寬0.3士0.05mm。
實施例1:
4採用ZnS04為電沉積溶液、濃度為0.15mol/L，脈衝開通時間/關斷時間為0.6ms/0.8 ms，混凝土表面的電流密度為0.5A/m2，電極距離為40mm。每7天更換1次電沉積溶 液，到21d，取出試件，裂縫癒合率達到100%。
實施例2:
採用MgS04為電沉積溶液、濃度為0.1mol/L，脈衝開通時間/關斷時間為0.8ms/0.8 ms，混凝土表面的電流密度為0.5A/m2，電極距離為40mm。每7天更換1次電沉積溶 液，到21d，取出試件，裂縫癒合率達到96%。
權利要求1、一種脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，其特徵在於該裝置包括脈衝電源、陰極、陽極、電沉積溶液和導線，陰極和陽極置於電沉積溶液中，脈衝電源通過導線分別和陰極、陽極相連；其中，脈衝電源採用周期換向雙脈衝電源，脈衝開通時間/關斷時間為0.6～1ms/0.6～1ms，施加的混凝土表面電流密度為0.25～3A/m2；陰極採用混凝土中的鋼筋，陽極採用鈦網板，放置在混凝土附近；電沉積溶液採用濃度為0.05～0.50mol/L鋅鹽或鎂鹽水溶液。
2、 根據權利要求1所述的脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，其特徵在於所述的鈦網板的純度為98%以上。
3、 根據權利要求1所述的脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，其特徵在於所述的陰極和陽極之間的距離為20~60mm。
4、 根據權利要求1所述的脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，其特徵在於所述的鋅鹽為ZnS04,所述的鎂鹽為MgS04。
專利摘要本實用新型公開了一種脈衝電沉積修復混凝土裂縫的裝置，它包括脈衝電源、陰極、陽極、電沉積溶液和導線，陰極和陽極置於電沉積溶液中，脈衝電源通過導線分別和陰極、陽極相連；其中，脈衝電源採用周期換向雙脈衝電源，脈衝開通時間/關斷時間為0.6～1ms/0.6～1ms，施加的混凝土表面電流密度為0.25～3A/m2；陰極採用混凝土中的鋼筋，陽極採用鈦網板，放置在混凝土附近；電沉積溶液採用濃度為0.05～0.50mol/L鋅鹽或鎂鹽水溶液。本實用新型具有結構簡單、操作方便、成本低、效果好等優點，適用於水環境中的混凝土結構以及傳統的修復技術難以奏效或修復成本太高的混凝土結構。
文檔編號C04B41/00GK201276493SQ20082016186
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者於麗波, 儲洪強, 徐金霞, 俁 蔣, 蔣林華 申請人:河海大學