高性能導(dǎo)電水泥基陽(yáng)極材料開(kāi)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(kāi)發(fā)的持續(xù)進(jìn)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(wú)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(guò)對(duì)各種導(dǎo)電相的對(duì)比試驗(yàn)，以導(dǎo)電水泥基材料的電阻率、強(qiáng)度、韌性為控制指標(biāo)，開(kāi)發(fā)碳纖維基高性能導(dǎo)電水泥基陽(yáng)極材料。通過(guò)傳統(tǒng)電化學(xué)除氯與導(dǎo)電水泥基材料為陽(yáng)極的電化學(xué)除氯的對(duì)比研究，系統(tǒng)分析了電流密度、電解質(zhì)溶

2、液等對(duì)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(yáng)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(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、斷裂能及干燥收縮五個(gè)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(shù)脂對(duì)導(dǎo)電水泥基材料電阻率、收縮量影響規(guī)律;開(kāi)發(fā)了高性能導(dǎo)電水泥基陽(yáng)極材料。
　　(2)選用不銹鋼網(wǎng)做為陽(yáng)極材料，研究了電解質(zhì)溶液種類(lèi)、電流密度、保護(hù)層厚度及混凝土類(lèi)型對(duì)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(jìn)行除氯研究，探究了含不同鋼筋種類(lèi)的混凝土在進(jìn)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(yàn)結(jié)果表明:以不銹鋼網(wǎng)為陽(yáng)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(qiáng)，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(hù)層厚度和密實(shí)度的增加都會(huì)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(wú)明顯水化產(chǎn)物，而中外層混凝土密實(shí)

4、度增加;不同鋼筋類(lèi)型對(duì)除氯效率無(wú)明顯影響。
　　(3)以高性能導(dǎo)電水泥基材料為陽(yáng)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(duì)除氯效率的影響。并研究了混凝土類(lèi)型、保護(hù)層厚度、鋼筋類(lèi)型對(duì)以導(dǎo)電水泥基材料為陽(yáng)極的電化學(xué)除氯效率的定量影響規(guī)律。通過(guò)SEM、XRD、熱重等技術(shù)手段對(duì)除氯后混凝土微觀結(jié)構(gòu)及成分演變進(jìn)行相關(guān)分析。試驗(yàn)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