一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法

本发明涉及钢筋混凝土，尤其涉及一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、钢筋混凝土构件会随着使用时间的增加发生各种病害，病害的表现形式包括混凝土基体的粉化、开裂、剥离和强度下降等。钢筋腐蚀也是导致钢筋混凝土结构劣化的重要原因之一，腐蚀介质会沿既有病害部位侵入，加速钢筋腐蚀、体积膨胀，从而降低构件强度。对产生病害的钢筋混凝土构件进行修复是提高其使用年限的重要手段。修复方法包括：对待修复部位的松散混凝土基体进行凿除，接着对凿除部位用毛刷清理刷去灰尘碎屑后用水冲洗润湿，最后再用修复砂浆进行填充和压实，过程中需要使用新的钢筋替换被拆除的腐蚀钢筋，并且将新的钢筋与病害部位暴露的原有旧钢筋使用箍筋连接起来，以修复原有的钢筋笼等结构，保证钢筋混凝土构件的整体性。

3、现有的钢筋混凝土修复材料主要聚焦于如何改善新旧混凝土界面的粘接性能和修复后协同工作受力性能，但是由于新旧混凝土内钢筋存在较大的电势差，因而修复后在新旧钢筋之间产生的宏观腐蚀电流较大，存在严重的电化学不兼容性。旧有混凝土内钢筋电位较低，将发生阳极极化，加速钢筋溶解速率，新修补混凝土内钢筋电位高，钢筋溶解速率被抑制。因此，虽然新修补混凝土的力学性能和耐久性能较好，但是旧有混凝土内钢筋腐蚀将被加剧，结构整体力学性能大大降低，经常出现修补不久后需要重新进行修补的情况，不仅威胁结构安全，也不经济。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，不仅能够提高修复后的混凝土结构的应变硬化性能和承载力，还可以达到改善新旧混凝土界面粘接强度、抗渗性和电化学兼容性的目的。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、本发明提供了一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，包括以下步骤：

4、s1、将45~55质量份的粉煤灰、35~45质量份的矿渣粉和10~20质量份的硅粉混合，所述粉煤灰、所述矿渣粉和所述硅粉共计100质量份，混合后干拌3~7min，获得第一混合物；

5、s2、向所述第一混合物中添加混合液，所述混合液中包括10~15质量份的硅酸钾水玻璃、25~35质量份的水和1~2质量份的外加剂，添加所述混合液后搅拌2~6min，获得第二混合物；

6、s3、向所述第二混合物中添加120~150质量份的骨料和0.3~1.0质量份的pva纤维，搅拌2~6min，获得电化学兼容的修复用地聚物混凝土；

7、s4、使用箍筋连接待修复部位暴露的旧钢筋和修复用新钢筋，形成预埋钢筋结构；

8、s5、使用s3中获得的所述电化学兼容的修复用地聚物混凝土浇筑待修复部位，覆盖预埋钢筋结构，并养护完成修复。

9、可选的，s1中，所述硅粉的粒径为4~100微米。

10、可选的，s1中，所述干拌方法为搅拌机转速45~50r/min。

11、可选的，s2中，所述硅酸钾水玻璃的模数为1.1~1.4。

12、可选的，s2中，所述外加剂为聚羧酸减水剂。

13、可选的，s2中，搅拌时搅拌机转速90~100r/min。

14、可选的，s3中，所述pva纤维的长度为8~15mm，半径为0.012mm~0.015mm，长细比≥800，抗拉强度≥1600mpa。

15、可选的，s3中，所述pva纤维的长度为12mm。

16、可选的，s3中，搅拌方法为搅拌机转速90~100r/min。

17、可选的，s4中，所述修复用新钢筋与旧钢筋的材质与强度等级相同。

18、本发明的有益效果如下：

19、1.本发明提供了一种使用以粉煤灰（fa）、矿渣粉（ggbs）、硅粉（sf）为胶凝原料的电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，矿渣、粉煤灰、硅粉等材料聚合产生的水化硅酸钙（c-s-h）凝胶、水化铝酸钙（c-a-h）凝胶和水化硅铝酸钙（c-a-s-h）凝胶，这些凝胶相比硅酸盐水泥水化产物，结构更致密，离子浓度更低，电阻率更高，因此有助于降低宏腐蚀电流；另一方面，矿渣粉中的活性成分sio2和al2o3等也受水玻璃碱激发反应生成c-s-h和c-a-h等胶凝材料，同时释放氢氧根oh-，从而提高孔隙液的ph值，孔隙液通过与钢筋表面接触使得钢筋钝化，从而进一步抑制钢筋腐蚀。通过添加pva纤维减少收缩并提高其应变硬化性能，形成一种钢筋腐蚀场合时使用的电化学兼容的修复用pva纤维增强地聚物混凝土，达到改善新旧混凝土拉伸粘接强度、氯离子渗透性能和电化学兼容性的目的。

20、2.本发明利用地聚物混凝土修复腐蚀后的钢筋混凝土结构，可以降低新旧混凝土中钢筋的宏观腐蚀效应，改善新旧混凝土的电化学不相容性和抗锈蚀性，延长结构使用寿命，降低修复频次，节约成本。并且以粉煤灰和矿渣粉等工业废料代替传统水泥，可以减少水泥生产过程产生的碳排放，有利于生态环境和节能减排。

技术特征：

1.一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s1中，所述硅粉的粒径为4~100微米。

3.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s1中，干拌时搅拌机转速45~50r/min。

4.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s2中，所述硅酸钾水玻璃的模数为1.1~1.4。

5.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s2中，所述外加剂为聚羧酸减水剂。

6.根据权利要求5所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s2中，搅拌时搅拌机转速90~100r/min。

7.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s3中，所述pva纤维的长度为8~15mm，半径为0.012mm~0.015mm，长细比≥800，抗拉强度≥1600mpa。

8.根据权利要求7所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s3中，所述pva纤维的长度为12mm。

9.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s3中，搅拌时搅拌机转速90~100r/min。

10.根据权利要求1所述的使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，其特征在于，s4中，所述修复用新钢筋与所述旧钢筋的材质与强度等级相同。

技术总结本发明提供了一种使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土的修复方法，涉及钢筋混凝土技术领域。包括步骤：将粉煤灰、矿渣粉和硅粉混合后干拌，获得第一混合物；向第一混合物中添加混合液，混合液中包括硅酸钾水玻璃、水和外加剂，添加混合液后搅拌，获得第二混合物；向第二混合物中添加骨料和PVA纤维搅拌，获得电化学兼容的修复用地聚物混凝土；使用箍筋连接待修复部位暴露的旧钢筋和修复用新钢筋，形成预埋钢筋结构；使用电化学兼容的修复用地聚物混凝土浇筑待修复部位，覆盖预埋钢筋结构，并养护完成修复。本发明利用地聚物混凝土修复腐蚀后结构，可以降低新旧混凝土中钢筋的宏观腐蚀效应，改善新旧混凝土的电化学不相容性和抗锈蚀性。技术研发人员：刘其方,陈雯,刘新岳,李菲,侯和涛,熊清蓉,田彪受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9