一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，包括：电解沉积箱，挂载于混凝土裂缝处，用于存储电沉积修复过程中的电解质溶液，其内部设置与电源正极连接的阳极；处理箱，分别连接电解沉积箱的进水口与出水口，用于对电解沉积箱排出的电解质溶液进行调节，调节完毕的电解质溶液重新进入电解沉积箱；动力泵，用于实现电解沉积箱与处理箱之间电解质溶液循环；阴极，为内置于混凝土裂缝处的钢筋，与电源负极连接。与现有技术相比，通过循环电解质溶液有效避免混凝土酸化问题，并长期维持电解质溶液浓度与pH，不影响混凝土性能的同时促进沉积修复持续有效进行；动力泵可以实现不同高度处地下结构裂缝修复。

An equipment and method for repairing cracks in underground concrete by electrodeposition

【技术实现步骤摘要】
一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法
本专利技术涉及地下混凝土裂缝修复领域，尤其是涉及一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法。
技术介绍
混凝土因脆性大、抗拉强度低等缺点，极易产生裂缝。裂缝不仅影响混凝土结构的安全性能和耐久性能，还为有害离子的入侵提供便利通道，进一步加速混凝土结构的性能劣化。对比地上结构，地下结构在荷载和岩土介质等共同作用下，更易产生裂缝，并且，在地下水等作用下，裂缝对地下结构长期耐久性影响更大。因此，开展地下结构裂缝修复意义重大。传统针对混凝土裂缝修复的方法譬如灌浆法、填充法、注射法(环氧树脂、聚氨酯)等，对混凝土的修复过程存在影响结构表观质量、封堵效果耐久性差、操作工人安全不受保障、修补费用不可控等缺陷。且针对混凝土中的微裂缝，存在施工难度大，施工费用高，对混凝土基体损害高等特点。电化学沉积方法是一种新兴的适用于水环境下混凝土裂缝修复手段，其基本原理如下：以带裂缝的混凝土结构中的钢筋为阴极，同时外置阳极，两者之间施加弱电流，在电位差的作用下正负离子分别向两极移动，并发生一系列的反应，最后在混凝土结构的表面和裂缝里生成沉积物，覆盖混凝土表面，愈合混凝土裂缝。示意图如图2。通过阅读国内外文献可以发现，国内外学者开展了大量电化学沉积法修复陆上混凝土结构的试验研究，已证实了电沉积修复陆上混凝土裂缝的可行性，并在电化学沉积产物性能、电化学修复试件制备、修复效果评估及其影响因素等方面做了许多有益的探索。将其应用到地下混凝土裂缝修复中，可对基体微扰动的同时，实现对水环境混凝土的修复。目前，地下混凝土裂缝的修复存在混凝土酸化问题，且修复过程难以持续有效进行。参考文献：[1]Jae-Suk，NobuakiOtsuki.Crackclosureofreinforcedconcretebyelectrodepositiontechnique[J].CemConcrRes，2002，32(1):159-162.[2]RyouJS，NobuakiOtsuki.Experimentalstudyonrepairofconcretestructuralmembersbyelectrochemicalmethod[J].ScriptaMater，2005，52:1123-1127[3]Jae-SukRyuandNobuakiOtsuki.Crackclosureofreinforcedconcretebyelectrodepositiontechnique[J],CementandConcreteResearch,2002,32(1):159-164.[4]QingChen,ZhengwuJiang,HehuaZhu,JWoodyJu,ZhiguoYan,HaoxinLi,TheeffectivepropertiesofsaturatedconcretehealedbyEDMwiththeITZs.ComputersandConcrete,2018,21(1):67-74.[5]YanZG,ChenQ,ZhuHH,JuJW,ZhouS,JiangZW.Amulti-phasemicromechanicalmodelforunsaturatedconcreterepairedbyelectrochemicaldepositionmethod.InternationalJournalofSolidsandStructures,2013,50(24):3875-3885.
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，包括：电源；电解沉积箱，挂载于混凝土裂缝处，用于存储电沉积修复过程中的电解质溶液，其内部设置与电源正极连接的阳极，电源负极与混凝土裂缝处原有的钢筋连接；处理箱，分别连接电解沉积箱的进水口与出水口，用于对电解沉积箱排出的电解质溶液进行调节，调节完毕的电解质溶液重新进入电解沉积箱；动力泵，用于实现电解沉积箱与处理箱之间电解质溶液循环。所述的出水口设有第一传感器，所述的进水口设有第二传感器，第一传感器和第二传感器分别与控制器连接，控制器根据第一传感器和第二传感器传递的流量数据判断是否修复完成。所述处理箱连接第三传感器，第三传感器用于监测处理箱中电解质溶液的PH和浓度。所述进水口设有进水阀，所述出水口设有出水阀。所述的电源为蓄电池。所述的电解沉积箱与处理箱之间设置缓存箱。一种利用所述的地下混凝土裂缝电沉积修复设备的地下混凝土裂缝电沉积修复方法，该方法包括：步骤S1：确定待修复混凝土裂缝的部位；步骤S2：在待修复混凝土裂缝处挂载电解沉积箱，并使电解沉积箱通过动力泵与处理箱连接；步骤S3：将阳极置于电解沉积箱中并与电源正极连接；步骤S4：将内置于混凝土裂缝处的钢筋与电源负极连接，形成阴极；步骤S5：在电解沉积箱和处理箱中置满预设浓度和pH的电解质溶液，隔离电解沉积箱和处理箱，打开电源，实现一次修复过程；步骤S6：打开动力泵，连通电解沉积箱和处理箱，实现一次电解质溶液循环。该方法还可以包括：步骤S7：当第一传感器传递的流量数据等于第二传感器传递的流量数据时，修复完成。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)处理箱对电解沉积箱排出的电解质溶液进行调节，调节完毕的电解质溶液重新进入电解沉积箱，通过循环电解质溶液有效避免混凝土酸化问题，并长期维持电解质溶液浓度与pH，不影响混凝土性能的同时促进沉积修复持续有效进行；动力泵可以实现不同高度处地下结构裂缝修复。(2)设有第一传感器和第二传感器，可通过电解质溶液进出水量差异量(如无差异，则说明没有裂缝，即代表裂缝修复完成)对沉积修复进度进行智能化自诊断，有效判断沉积修复进度。(3)第三传感器用于监测处理箱中电解质溶液的PH和浓度，该方法方便易行。(4)进水口设有进水阀，出水口设有出水阀，进水阀和出水阀可以隔离电解沉积箱和处理箱。(5)电源为蓄电池，通过蓄电池提供电沉积修复的电源，实现电沉积修复电能的自供给，避免了对现场供电的依赖。(6)通过动力泵调节可以实现不同高度处地下结构裂缝修复。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为电化学沉积方法原理图；附图标记：1-1为混凝土；1-2为钢筋；1-3为混凝土裂缝；2-1为导线；2-2为蓄电池；2-3为出水阀；2-4为阳极；2-5为第一传感器；2-6为电解液传输管；2-7为电解液收集箱；2-8为处理箱；2-9为进料口；2-10为第三传感器；2-11为供液箱；2-12为动力泵；2-13为第二传感器；2-14为电解沉积箱；2-15为进水阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，包括：/n电源；/n电解沉积箱(2-14)，挂载于混凝土裂缝(1-3)处，用于存储电沉积修复过程中的电解质溶液，其内部设置与电源正极连接的阳极(2-4)，电源负极与混凝土裂缝(1-3)处原有的钢筋(1-2)连接；/n处理箱(2-8)，分别连接电解沉积箱(2-14)的进水口与出水口，用于对电解沉积箱(2-14)排出的电解质溶液进行调节，调节完毕的电解质溶液重新进入电解沉积箱(2-14)；/n动力泵(2-12)，用于实现电解沉积箱(2-14)与处理箱(2-8)之间电解质溶液循环。/n

【技术特征摘要】
1.一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，包括：
电源；
电解沉积箱(2-14)，挂载于混凝土裂缝(1-3)处，用于存储电沉积修复过程中的电解质溶液，其内部设置与电源正极连接的阳极(2-4)，电源负极与混凝土裂缝(1-3)处原有的钢筋(1-2)连接；
处理箱(2-8)，分别连接电解沉积箱(2-14)的进水口与出水口，用于对电解沉积箱(2-14)排出的电解质溶液进行调节，调节完毕的电解质溶液重新进入电解沉积箱(2-14)；
动力泵(2-12)，用于实现电解沉积箱(2-14)与处理箱(2-8)之间电解质溶液循环。


2.根据权利要求1所述的一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，所述的出水口设有第一传感器(2-5)，所述的进水口设有第二传感器(2-13)，第一传感器(2-5)和第二传感器(2-13)分别与控制器连接，控制器根据第一传感器(2-5)和第二传感器(2-13)传递的流量数据判断是否修复完成。


3.根据权利要求1所述的一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，所述处理箱(2-8)连接第三传感器(2-10)，第三传感器(2-10)用于监测处理箱(2-8)中电解质溶液的PH和浓度。


4.根据权利要求1所述的一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，所述进水口设有进水阀(2-15)，所述出水口设有出水阀(2-3)。


5.根据权利要求1所述的一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，所述的电源为蓄电池(2-2)。


6.根据权利要求1所述的一种地下混凝土裂缝电沉积修复设备，其特征在于，所述的电解沉积箱(2-14)与处理箱(2-8)之间设置缓存箱。


7.一种利用权利要求1-6任一所述的地下混凝土裂缝电沉积修复设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，朱合华，朱志远，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31