一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法及系统

本发明属于混凝土修复领域，尤其涉及一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、重大混凝土基础设施多服役在复杂艰险山区，服役环境恶劣。在复杂艰险山区及环境恶劣的情况下，普通混凝土易发生冻融破坏及盐类侵蚀劣化问题。为了保障上述情况下的基础设施的持续安全服役，需要对既有基础设施进行修复。传统修复材料很难打破修复界面壁垒，且自身材料耐久性能一般，因此，采用具有高强、高韧、高耐久性特点的超高性能混凝土进行修复(uhpc)有望打破传统修复材料的困境，取得高界面粘结性能。其中，uhpc材料早强常采用蒸气养护和蒸压养护，该养护能够显著提升uhpc修复材料宏观性能与微观结构，作为修复材料在该种条件养护下，uhpc与既有混凝土取得高界面粘结性能且致密的修复界面过渡区。

3、复杂艰险山区，昼夜温差大，养护条件不完善，养护不到位可能致使uhpc与既有混凝土修复界面粘结性能差、微观结构不致密，从而使得uhpc可能过早从既有混凝土上脱落，uhpc补强防护效果差，这制约uhpc修复混凝土基础设施的应用。早强剂能够加速水泥早期水化从而实现早强效果，在早龄期获得高界面粘结性能，但是后期强度不稳定，可能对uhpc长期强度产生不利影响，同时增加uhpc收缩和徐变，这将增大修复界面内应力，从而对修复界面产生不利影响。现有技术中，申请号为2023118038943，名称为一种基于优化修复界面过渡区孔隙结构的梯度修复方法及结构，其采用流态融合处理后的第一梯度修复材料和第二梯度修复材料凝固一次成型，实现了界面低孔隙率，从而增大了修复材料与既有混凝土的粘结面积，增强了机械咬合力，修复表面无需粗糙度处理，显著提升了修复界面粘结性能，保障了修复材料性能的充分发挥，但是其仍不能短期快速提升水泥基修复材料-既有混凝土结构界面粘结强度。

4、综上所述，目前的水泥基修复方案不能短期快速提升水泥基修复材料-既有混凝土结构界面粘结强度且均不适应于艰险山区环境。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法及应用，其施工方法简单，实现艰险山区水泥基修复材料高效建养，修复材料自界面至表面维养热量呈现梯度分布，免蒸养快速现场养护取得高修复界面粘结性能，保障修复材料延寿潜能发挥。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供了一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法。

4、在一个或多个实施例中，一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法，其包括：

5、在既有混凝土修复表面分层浇筑修复材料；其中，每层修复材料均具有纤维构成的通电网络；各层通电网络的纤维尺度不同；

6、待修复材料浇筑完成后，在修复材料中插入正极金属丝网片和负极金属丝网片；正极金属丝网片和负极金属丝网片均贯穿浇筑所有修复层，且与既有混凝土基体修复表面接触；

7、将正极金属丝网片和负极金属丝网片通电，在各层修复材料中产生梯度热量，以短期在修复界面实现高粘结性能。

8、作为一种实施方式，在既有混凝土修复表面浇筑至少两层修复材料。

9、作为一种实施方式，当在既有混凝土修复表面浇筑两层修复材料时，从既有混凝土修复表面开始向外，各层修复材料中产生的热量逐级递减；

10、当在既有混凝土修复表面浇筑至少三层修复材料时，从既有混凝土修复表面开始向外，最内层及最外层的修复材料中产生的热量均大于中间层修复材料产生的热量。

11、作为一种实施方式，当在既有混凝土修复表面浇筑两层修复材料时，紧邻在既有混凝土修复表面的一层修复材料具有微纳尺度纤维构成的通电网络。

12、作为一种实施方式，当在既有混凝土修复表面浇筑两层修复材料时，远离在既有混凝土修复表面的一层修复材料具有微尺度纤维构成的通电网络。

13、作为一种实施方式，所述正极金属丝网片和负极金属丝网片表面涂设有导电胶膜。

14、在另一些实施例中，一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的方法，其包括：

15、在既有混凝土修复表面分层浇筑修复材料；其中，各层修复材料均具有相同尺度纤维构成的通电网络；

16、待修复材料浇筑完成后，在每层修复材料中均插入金属丝网片对，每层的金属丝网片对均与其对应层修复材料的底部交界面接触，且每层的金属丝网片对与其他层修复材料均保持绝缘状态；

17、将每层修复材料的金属丝网片对接入不同电压/功率等级电源，在各层修复材料中产生梯度热量，以短期在修复界面实现高粘结性能。

18、作为一种实施方式，在既有混凝土修复表面浇筑至少两层修复材料。

19、作为一种实施方式，当在既有混凝土修复表面浇筑两层修复材料时，从既有混凝土修复表面开始向外，各层修复材料中产生的热量逐级递减；

20、当在既有混凝土修复表面浇筑至少三层修复材料时，从既有混凝土修复表面开始向外，最内层及最外层的修复材料中产生的热量均大于中间层修复材料产生的热量。

21、本发明的第二个方面提供了一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的系统。

22、在一个或多个实施例中，一种短期快速提升混凝土修复界面粘结强度的系统，包括：

23、多层修复材料，其分层浇筑在既有混凝土修复表面；及

24、金属丝网片对，其与电源相连；

25、其中，每层修复材料均具有纤维构成的通电网络；

26、当各层通电网络的纤维尺度不同时，金属丝网片对均贯穿浇筑所有修复层，且与既有混凝土基体修复表面接触，在金属丝网片对通电时，在各层修复材料中产生梯度热量，以短期在修复界面实现高粘结性能；

27、当各层通电网络的纤维尺度相同时，金属丝网片对与修复材料层数相同，且每层的金属丝网片对均与其对应层修复材料的底部交界面接触，每层的金属丝网片对与其他层修复材料均保持绝缘状态，每层修复材料的金属丝网片对接入不同电压/功率等级电源，进而在各层修复材料中产生梯度热量，以短期在修复界面实现高粘结性能。

28、本发明的有益效果是：

29、(1)本发明施工方法简单，利用分层浇筑具有跨尺度纤维构成连通性的通电网络的修复材料，在通电后产生梯度热量，促进修复材料水化，从而满足修复材料正常使用性能需求的前提下，实现艰险山区水泥基修复材料高效建养，修复材料自界面至表面维养热量呈现梯度分布，免蒸养快速现场养护取得高修复界面粘结性能，保障了修复材料延寿潜能发挥。

30、(2)本发明利用电流通过电阻发热原理，提升了修复材料养护温度，加速了水泥水化，调控了修复界面处水化产物生成速度，从而增强了界面过渡区性能，进而取得了修复界面高粘结性能。

31、(3)本发明不通过外加剂在短期内快速提升界面粘结强度，不会对修复材料后期收缩或徐变产生影响，保障了界面粘结长期有效性。

32、(4)本发明的修复材料分多层浇筑而成，通过控制每层修复材料的导电通路设计或电压/功率的输入参数，实现了每层热量存在差异，而且从修复界面开始由内外向开始，整体呈现梯度热量逐层递增分布，实现了该梯度热量的目的为了高效养护修复界面，靠近界面层区域热量较高，目的在于提高修复材料水化进程，将更多的水化产物沉积在修复界面，起到修复材料和混凝土基体之间的嵌合作用，进而提升了修复界面粘结性能；修复材料的顶层是与外界直接接触的部分，其热量将是修复材料层里面与外界热交换最为频繁的层，若此时顶层养护热量小，则修复材料整体性力学性能差异大，为了保值修复材料力学性能整体均质性，顶层修复材料与外界热交换的损失将通过控制材料参数或输入电压/功率参数实现，相对于其临近层部分产热偏多，多出的部分用于外界热交换损失，从而避免的修复材料顶层出现温度裂缝的现象。

33、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。