專利名稱：一種鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼筋混凝土保護領(lǐng)域，具體地說涉及鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液。
背景技術(shù)：
鋼筋銹蝕，特別是由于氯化物污染(來自海洋環(huán)境、除冰鹽、含氯的倉儲物或工業(yè)廢棄物等)引起的鋼筋銹蝕破壞，成為威脅鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全性與耐久性最突出、最普遍的危害。而電化學(xué)除鹽是一種針對氯鹽侵蝕，通過外加電源驅(qū)逐出混凝土內(nèi)部的氯離子，使鋼筋表面重新鈍化的技術(shù)?，F(xiàn)已有用氫氧化鈣飽和溶液作電解質(zhì)溶液和四硼酸鋰溶液作電解質(zhì)溶液進行鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽。但氫氧化鈣飽和溶液作電解質(zhì)溶液時，存在除鹽效率較低(一般在60％以下)，不能有效防止堿集料反應(yīng)等缺點，而選用四硼酸鋰溶液時，價格又較高。因此選用除鹽效率高又經(jīng)濟適用的電解質(zhì)溶液，具有較高的使用價值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有用氫氧化鈣飽和溶液或用四硼酸鋰溶液作電解質(zhì)溶液對鋼筋混凝土進行電化學(xué)除鹽時上述之不足而提供一種鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液，它由氫氧化鋰、硼酸和飽和氫氧化鈣溶液組成；氫氧化鋰與硼酸物質(zhì)的量之比為氫氧化鋰∶硼酸＝1∶1.5-2.5，將氫氧化鋰和硼酸加入飽和氫氧化鈣溶液后，其理論上反應(yīng)產(chǎn)生的四硼酸鋰溶液的濃度為0.01-0.001mol/L。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本電解質(zhì)溶液具有除鹽率高，能使鋼筋再堿化，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，防止堿集料反應(yīng)，且除鹽成本較低。
具體實施例方式
實施例1電解質(zhì)溶液的配制先配制氫氧化鈣飽和溶液，再取氫氧化鋰8.392g，
硼酸24.732g，加入氫氧化鈣飽和溶液至10升。即配制成0.01mol/L的四硼酸鋰溶液的氫氧化鈣飽和溶液。
試驗用的鋼筋混凝土尺寸為515mm×100mm×100mm，其配合比為水∶水泥∶標準砂＝0.55∶1∶3，氯化鈉的摻量占水泥質(zhì)量的3％。試件內(nèi)埋設(shè)四根直徑8mm的圓鋼筋，配制電解質(zhì)溶液時采用的是蒸餾水和分析純LiOH·H2O、Ca(OH)2、H3BO3。根據(jù)電化學(xué)除鹽的原理，設(shè)計了一套實驗室用電化學(xué)除鹽的裝置，在混凝土表面預(yù)設(shè)一層電解質(zhì)溶液保持材料，金屬網(wǎng)包裹在電解質(zhì)保持材表面，將其與試件內(nèi)埋設(shè)四根直徑8mm的圓鋼筋(陰極)通過VC1713B雙路直流穩(wěn)壓電源連接起來，進行電化學(xué)除鹽，試樣浸漬于電解質(zhì)溶液中，電流密度為3A/m2，各試件所用電解質(zhì)溶液見表1。
為了保持電解質(zhì)溶液的堿性和降低電解液中的Cl-濃度，加快Cl-排除的速度，除鹽初期每兩天更換電解質(zhì)溶液，后期可3天更換一次，并留取換下的電解質(zhì)溶液250mL，測定其中氯離子含量。除鹽時間為21天。
除鹽結(jié)束后，取出試件，取鋼筋附近樣和試件平均樣，參照《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標準》GB/T50344-2004附錄C的方法測定混凝土中氯離子的含量。按試驗前后測定的試件中Cl-濃度，計算除鹽效率。相同電流密度下，電解液濃度與電化學(xué)除鹽效率相互關(guān)系試驗結(jié)果見表2，除鹽效率按下式計算除鹽效率(％)＝〔1-電化學(xué)除鹽后水泥砂漿中Cl-濃度/對比試件中的Cl-濃度〕×100％表1電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液

表2除鹽后水泥砂漿中Cl-濃度和除鹽效率

各試件的除鹽效率都在70％以上，并以采用0.0010mol/L濃度的Li鹽溶液+飽和Ca(OH)2溶液作電解質(zhì)溶液時除鹽效率為最高，實施例2試驗中采用三種電解質(zhì)溶液(1)蒸餾水(對照)；(2)Ca(OH)2飽和溶液(對照)；(3)0.0010mol/L Li鹽溶液的Ca(OH)2飽和溶液。其中，Li鹽溶液由氫氧化鋰與硼酸按1∶2(物質(zhì)的量之比)混合而成。具體配制方法先配制氫氧化鈣飽和溶液，再取氫氧化鋰0.8392g，硼酸2.4732g，加入氫氧化鈣飽和溶液至10升。即配制成0.0010mol/L Li鹽溶液的Ca(OH)2飽和溶液。
試驗方法成型混凝土試件9組，配合比見表3。試件直徑為105mm×305mm，在混凝土軸向布一根直徑為20mm的螺紋鋼。試件脫模后用塑料薄膜密封，于20±2℃下養(yǎng)護28天后進行電化學(xué)除鹽試驗。
電化學(xué)除鹽方法在混凝土表面包裹二層土工布作為電解質(zhì)溶液保持材料，其間夾一層銅網(wǎng)作為陽極，電解質(zhì)溶液循環(huán)通過土工布層，保持混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)，外加電源作用于鋼筋和混凝土表面的銅網(wǎng)之間。電流密度控制在1A/m2，2A/m2和3A/m2三個不同水平，每兩天更換新鮮的電解質(zhì)溶液，通電結(jié)束后，將混凝土試件沿其徑向分2~3層，分別測量各部位混凝土中氯離子含量和利用Pascal 240型壓汞儀Mercury Intrusion Porosimetry(MIP)測試混凝土中細孔分布和孔隙率。
試驗結(jié)果電化學(xué)除鹽對混凝土孔結(jié)構(gòu)的影響1、電化學(xué)除鹽對孔隙率的影響電化學(xué)除鹽后，對比標準養(yǎng)護的混凝土試件，電化學(xué)除鹽后與內(nèi)層混凝土的孔隙率明顯增加，特別是小于0.01μm以下的微孔；外層混凝土的孔隙率下降。表明在電流作用下，混凝土中不但Cl-離子向外界遷移，其他組分也向外界移動，堵塞外層混凝土中的孔隙；內(nèi)層混凝土由于部分組分損失，其孔隙明顯增多。
2、電化學(xué)除鹽對孔徑分布的影響電化學(xué)除鹽后，鋼筋表面的混凝土孔隙率都有不同程度的提高，其中30nm以下的孔明顯增多，10-20nm孔增加的趨勢尤為明顯，而30nm以上的孔則減少了。外層混凝土電化學(xué)除鹽后，孔結(jié)構(gòu)的變化與電解質(zhì)溶液有關(guān)。從總體來看，孔隙率有一定程度的下降。但蒸餾水通電樣并沒有下降，反而有一定程度的上升。這說明，電化學(xué)除鹽過程中，電解質(zhì)溶液中的Ca2+通過毛細孔進入混凝土內(nèi)部，并在孔壁形成沉淀，堵塞毛細孔，導(dǎo)致表層混凝土孔隙率降低。
權(quán)利要求
1.一種鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液，其特征在于它由氫氧化鋰、硼酸和飽和氫氧化鈣溶液組成；氫氧化鋰與硼酸物質(zhì)的量之比為氫氧化鋰∶硼酸＝1∶1.5-2.5，將氫氧化鋰和硼酸加入飽和氫氧化鈣溶液后，其理論上反應(yīng)產(chǎn)生的四硼酸鋰溶液的濃度為0.01-0.001mol/L。
全文摘要
一種鋼筋混凝土電化學(xué)除鹽電解質(zhì)溶液，它由氫氧化鋰、硼酸和飽和氫氧化鈣溶液組成；氫氧化鋰與硼酸物質(zhì)的量之比為氫氧化鋰∶硼酸＝1∶1.5－2.5，將氫氧化鋰和硼酸加入飽和氫氧化鈣溶液后，其理論上反應(yīng)產(chǎn)生的四硼酸鋰溶液的濃度為0.01－0.001mol/L。本發(fā)明的優(yōu)點在于本電解質(zhì)溶液具有除鹽率高，能使鋼筋再堿化，改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，防止堿集料反應(yīng)，且除鹽成本較低。
文檔編號C25D11/00GK1837416SQ200610018508
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者成立, 余其俊, 黎能武 申請人:成立