高性能導(dǎo)電水泥基陽極材料開發(fā)及電化學(xué)除氯研究.pdf

1、隨著沿海城市地鐵建設(shè)與地下空間開發(fā)的持續(xù)進行，服役于含有高濃度腐蝕離子地下水環(huán)境的混凝土工程逐漸增加，海工混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕破壞案例不斷出現(xiàn)。與傳統(tǒng)的除氯方式相比，電化學(xué)除鹽是一種無損治理氯離子入侵、提高腐蝕混凝土耐久性能的有效措施。本文通過對各種導(dǎo)電相的對比試驗，以導(dǎo)電水泥基材料的電阻率、強度、韌性為控制指標(biāo)，開發(fā)碳纖維基高性能導(dǎo)電水泥基陽極材料。通過傳統(tǒng)電化學(xué)除氯與導(dǎo)電水泥基材料為陽極的電化學(xué)除氯的對比研究，系統(tǒng)分析了電流密度、電解質(zhì)溶

2、液等對電化學(xué)除氯效率及混凝土性能影響規(guī)律，提出了以導(dǎo)電水泥基材料為陽極的電化學(xué)除氯方法。
　　(1)用碳纖維做為導(dǎo)電相制備導(dǎo)電水泥基材料，并從電阻率、抗壓強度、抗折強度、斷裂能及干燥收縮五個方面研究了碳纖維導(dǎo)電水泥基材料物理力學(xué)性能;探討了高吸水樹脂對導(dǎo)電水泥基材料電阻率、收縮量影響規(guī)律;開發(fā)了高性能導(dǎo)電水泥基陽極材料。
　　(2)選用不銹鋼網(wǎng)做為陽極材料，研究了電解質(zhì)溶液種類、電流密度、保護層厚度及混凝土類型對電化學(xué)除氯效

3、率的影響。選用普通碳素鋼與耐蝕鋼筋兩種材料進行除氯研究，探究了含不同鋼筋種類的混凝土在進行除氯后的差異。分析了電化學(xué)除氯前后混凝土微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。試驗結(jié)果表明:以不銹鋼網(wǎng)為陽極的電化學(xué)除氯效率隨電流密度增加除氯效率逐漸增強，最佳電流密度為2A/m2，電解質(zhì)溶液宜選用飽和Ca(OH)2溶液;混凝土保護層厚度和密實度的增加都會導(dǎo)致除氯效率的下降;除氯后混凝土中鋼筋附近Ca(OH)2含量明顯增高，且孔隙增多無明顯水化產(chǎn)物，而中外層混凝土密實

4、度增加;不同鋼筋類型對除氯效率無明顯影響。
　　(3)以高性能導(dǎo)電水泥基材料為陽極，采用2A/m2的電流密度，研究10mm、20mm、30mm的導(dǎo)電層涂覆厚度對除氯效率的影響。并研究了混凝土類型、保護層厚度、鋼筋類型對以導(dǎo)電水泥基材料為陽極的電化學(xué)除氯效率的定量影響規(guī)律。通過SEM、XRD、熱重等技術(shù)手段對除氯后混凝土微觀結(jié)構(gòu)及成分演變進行相關(guān)分析。試驗結(jié)果表明:導(dǎo)電水泥基材料涂覆厚度的減少能有效降低混凝土-導(dǎo)電材料界面區(qū)及導(dǎo)電水