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1、碳化混凝土电化学再碱化技术及其性能劣化规律分析2011年第8期8月混凝土与水泥制品CHINACONCRETEANDCEMENTPR0DUCTS201lNo8August碳化混凝土电化学再碱化技术及其性能劣化规律分析李天艳,周华新(江苏省建筑科学研究院有限公司,南京210028)摘要:研究了阳极电解液对碳化混凝土再碱化效果的影响,重点讨论了再碱化过程中混凝土抗压强度,钢筋与混凝土粘结性能及腐蚀电位与总电量之间的关系.试验结果表明:锂的碱性溶液作为阳极电解液比钠的碱性溶液好;电化学再碱化处理能使碳化混凝土中的碱性和钢筋自然电位恢复到碳化以前水平,使活化钢筋重新
2、处于钝化状态;再碱化过程中混凝土性能劣化与总电量(碱化时间与电流密度的乘积)之间存在较好的线性关系,可根据回归的线性方程合理设计再碱化过程.关键词:碳化混凝土;电化学再碱化;力学性能;腐蚀电位Abstract:Theeffectsofanodeelectrolyteonelectrocheroicalrealkalisationofcarb0natedconcreteareinvestigated.Inaddition,severalmechanicalpropertiesincludingcompressivestrength,bondstrengtha
3、ndtherelationshipbetweencorrosionpotentialandtota1electricquantityarediscussed.Theexperimentalresultsshowthatalkalinesolutionof1ithiumusedasananodeelectrolyteisbetterthansodium,andtheopencircuitpotentialandpHvaluenearbytherebarindicatesthattherealkalisationsuccessfullyreturnstothe
4、carbonizationstate,andconcretepropertiesareclearlyrelatedwiththeinfluenceparameter,definedastheproductofthepolarizationtimeandcathodiccurrentdensity,unifiedregressivecu~esareobtainedtodesignasuitablerealkalisationprocess.Keywords:Carbonizedconcrete;Electrochemicalrealkalisation;Me
5、chanicalproperties;Corrosionpotential中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1000—4637(2011)08-16-050前言在钢筋混凝土中,混凝土孔溶液中的碱性环境为钢筋提供了良好的保护,钢筋表面的钝化膜为钢筋提供了良好的屏障,抵抗腐蚀的耐久性能依赖于钝化膜的稳定性【.资料显示,钢筋钝化膜形成的最低pH值为11.5,在某特定环境条件下依赖于混凝土的性能和结构特征,钝化膜的性能主要由混凝土孔溶液的性能决定[3-41.碳化对混凝土本身是无害的,其主要的问题是当碳化至钢筋表面时,孔溶液的pH值降低,最终导致混凝土孔
6、溶液不能提供充足的碱性环境维持钝化膜的稳定,从而破坏氧化膜,导致钢筋锈蚀,给混凝土的耐久性带来不利影响l5-N.从预防腐蚀方面而言,恢复碳化混凝土孔溶液的碱度是非常重要的,根据国内外研究资料显示,主要有两种再碱化技术,即电化学再碱化和被动再碱化[71.被动再碱化过程是在混凝土表面覆盖一层波特兰水泥硬化层,碱度由水泥水化产物提供,碱度向混凝土内部扩散非常慢,因此,这种方法的再碱化效果也非常慢.电化学再碱化主要是通过在内一16一部钢筋和外置阳极网之间施加低电压电流,人为将外界碱性物质转移到混凝土孑L溶液中,因此,电化学再碱化越来越引起人们的关注.已有研究资料表
7、明,电化学再碱化过程能有效恢复碳化混凝土的碱性[8],对再碱化过程产生的负面影响报道资料较少,本文从阳极电解液对再碱化效果的影响以及再碱化过程中混凝土性能与再碱化电量之问的关系着手,重点研究了再碱化过程总电量对混凝土抗压强度,混凝土与钢筋粘结强度及腐蚀电位的影响,旨在探索达到较好修复效果的同时使负面影响降低到最小的技术途径.1试验1.1电化学再碱化试验方法设计(1)模拟试验方法设计设计试验模拟再碱化过程:加工两个容器,每个容器有一个小室,将已碳化混凝土试块放在两个容器中间,用螺栓将两个容器和试块固定在一起,在容器的小室中分别插入电极,连上直流电源,设置为阴
8、极区和阳极区,电极为金属导电材料.为与真实情况保持一致,混凝土试块
