阅读说明：本技术 一种混凝土结构裂缝修复用电沉积液及其使用方法 (Electrodeposition liquid for repairing concrete structure crack and application method thereof ) 是由 储洪强 左清媛 张迎忠 郭明志 朱正宇 蒋林华 赵素晶 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种混凝土结构裂缝修复用电沉积液及其使用方法,该电沉积液包括锌盐水溶液和镁盐水溶液中的一种、表面活性剂和有机分子；该电沉积液的使用方法包括以下步骤：(S1)制备电沉积液；(S2)将混凝土试件中的钢筋用导线连接在电源负极上,电源正极连接在金属网上；(S3)将金属网放置在电解槽底部,混凝土试件放置在金属网上部,并利用绝缘垫块将混凝土试件和金属网隔开；(S4)将电沉积液倒入电解槽；(S5)开启电源施加电流；(S6)每隔4～6天更换电沉积液保持电沉积液的浓度,18～24天后,取出混凝土试件。该电沉积液能够提高混凝土结构裂缝修复效果以及混凝土结构的渗透性能；提高沉积物与混凝土结构之间的粘结强度,使用方法简单、成本低。(The invention discloses an electrodeposition liquid for repairing concrete structure cracks and a using method thereof, wherein the electrodeposition liquid comprises one of a zinc salt aqueous solution and a magnesium salt aqueous solution, a surfactant and organic molecules; the using method of the electrodeposition solution comprises the following steps: (S1) preparing an electrodeposition bath; (S2) connecting the steel bars in the concrete sample to the negative pole of a power supply by a lead, and connecting the positive pole of the power supply to the metal net; (S3) placing a metal net at the bottom of the electrolytic bath, placing a concrete sample on the upper part of the metal net, and separating the concrete sample from the metal net by using an insulating cushion block; (S4) pouring the electrodeposition bath into an electrolytic bath; (S5) turning on the power applying current; (S6) replacing the electrodeposition liquid every 4-6 days to keep the concentration of the electrodeposition liquid, and taking out the concrete sample after 18-24 days. The electrodeposition liquid can improve the repairing effect of concrete structure cracks and the permeability of the concrete structure; the bonding strength between the sediment and the concrete structure is improved, the use method is simple, and the cost is low.)

一种混凝土结构裂缝修复用电沉积液及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种电沉积液及其使用方法，更具体地，涉及一种混凝土结构裂缝修复用电沉积液及其使用方法。

背景技术

混凝土作为运用最广泛的现代土木工程建筑材料之一，它本身有着经济、可塑性好、性能可设计、耐久性较强等优点，在房屋、桥梁、道路、水利、水运等一系列工程中被大量使用，并发挥着其他材料无法替代的作用。但由于混凝土在服役过程中受到环境因素的影响，容易产生裂缝、腐蚀、局部损伤等病害，从而对混凝土结构的正常使用产生影响，甚至会产生灾难性事件，给国民经济和人民的生命安全带来巨大的损失。电沉积法可以修复混凝土结构的裂缝，且特别适用在传统技术难以奏效的水环境工程中，但已有的电沉积修复混凝土裂缝方法中使用的电沉积液为纯锌盐或者镁盐水溶液，沉积物团聚现象严重且密实性差，使得沉积物与混凝土基体之间的粘结强度过低、试件的抗渗性提升不明显，裂缝修复效果差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种沉积速度快、无沉积物团聚现象、沉积密度高、裂缝修复效果好的混凝土结构裂缝修复用电沉积液，本发明的另一目的是提供该电沉积液的使用方法。

技术方案：本发明所述一种混凝土结构裂缝修复用电沉积液，包括锌盐水溶液和镁盐水溶液中的一种、表面活性剂和有机分子。

其中，锌盐水溶液和镁盐水溶液浓度为0.05～0.20mol/L；锌盐水溶液和镁盐水溶液分别为ZnSO₄水溶液和MgSO₄水溶液；表面活性剂包括1.0～1.5％体积分数的聚乙烯吡咯烷酮和0.5～1.5％体积分数的十六烷基三甲基溴化铵；表面活性剂包括1.0～1.5％体积分数的聚乙烯吡咯烷酮和1.0％～1.5％体积分数的十二烷基苯硫酸钠；还包括有机分子，有机分子为0.1～0.15％体积分数的邻苯二甲酸，有机分子能够改变复合表面活性剂的堆积性能，使新生成的沉积物更加致密并与混凝土结合的更紧密。

本发明所述的混凝土结构裂缝修复用电沉积液的使用方法包括以下步骤：

(S1)制备电沉积液；

(S2)将混凝土试件中的钢筋用导线连接在电源负极上，电源正极连接在金属网上；

(S3)将金属网放置在电解槽底部，然后将混凝土试件放置在金属网上部，并利用绝缘垫块将混凝土试件和金属网隔开；

(S4)将电沉积液倒入电解槽直至其没过混凝土试件上表面；

(S5)开启电源施加电流；

(S6)每隔4～6天更换电沉积液保持电沉积液的浓度，18～24天后，取出混凝土试件。

其中，金属网为纯度为98％～99.9％的片状钛网，步骤S5中，电源(6)的电流密度为1.0～2.0A/m²。

有益效果本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、无沉积物团聚现象，提高了混凝土结构裂缝修复效果，裂缝填充深度可提高30mm；2、提高了混凝土结构的抗渗性能，渗透系数在裂缝处降低了75.3％，非裂缝处降低了87.3％；3、沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了102.7％；3、使用方法简单、成本低。

附图说明

图1是本发明使用装置示意图；

图2是本发明试件修复后裂缝中沉积物扫描电镜图；

图3是对比例试件修复后裂缝中沉积物扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1

取1700mL浓度为0.12mol/L的MgSO₄水溶液，加入17.34g十二烷基苯硫酸钠、19.45g聚乙烯吡咯烷酮、3.25g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1；取40mm×40mm×160mm的带有裂缝的棱柱体混凝土试件2，裂缝宽度为0.5mm，将混凝土试件2上除裂缝面的其余面涂上环氧树脂，混凝土试件2上的钢筋4为Φ6mm×120mm的HPB235型钢筋，将绝缘垫块3放入电解槽内，绝缘垫块3为40mm×15mm×20mm的长方体垫块，电解槽为180mm×180mm×190mm的长方体玻璃容器，将混凝土试件2置于绝缘垫块3上，并将片状钛网5置于绝缘垫块3下，片状钛网5为纯度98％的140mm×140mm钛网板，用导线将电源6负极连接在钢筋4上，电源6正极连接在片状钛网5上，电极距离为40mm，将电沉积液1加入电解槽中，并没过混凝土试件2，打开电源6，电流密度为2.0A/m²开始沉积，每5天更换一次溶液以保持溶液浓度。

到20天，取出试件，其裂缝中沉积物扫描电镜图如图2所示，经检测，无沉积物团聚现象，裂缝填充深度达39mm，渗透系数在裂缝处降低至4.562×10^-7cm/s，非裂缝处降低至6.03×10^-9cm/s，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高至1.48MPa。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：取1700mL浓度为0.12mol/L的ZnSO₄水溶液，加入22.45g十六烷基三甲基溴化铵、23.34g聚乙烯吡咯烷酮、1.90g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1，沉积20天后，裂缝填充深度提高了30mm，渗透系数在裂缝处降低了72.9％，非裂缝处降低了86.1％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了99.6％。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于：取1700mL浓度为0.05mol/L的MgSO₄水溶液，加入33.71g十六烷基三甲基溴化铵、29.17g聚乙烯吡咯烷酮、2.71g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1，沉积20天后，裂缝填充深度提高了24mm，渗透系数在裂缝处降低了68.0％，非裂缝处降低了78.8％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了91.7％。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于：取1700mL浓度为0.05mol/L的ZnSO₄水溶液，加入11.24g十六烷基三甲基溴化铵、19.45g聚乙烯吡咯烷酮、1.35g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1，沉积20天后，裂缝填充深度提高了26mm，渗透系数在裂缝处降低了71.4％，非裂缝处降低了84.5％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了94.2％。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于：取1700mL浓度为0.20mol/L的MgSO₄水溶液，加入20.81g十二烷基苯硫酸钠、23.34g聚乙烯吡咯烷酮、2.71g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1，沉积20天后，裂缝填充深度提高了25mm，渗透系数在裂缝处降低了69.6％，非裂缝处降低了83.7％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了100.5％。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于取1700mL浓度为0.20mol/L的ZnSO₄水溶液，加入26.01g十二烷基苯硫酸钠、29.17g聚乙烯吡咯烷酮、3.90g邻苯二甲酸，混合均匀后得到电沉积液1，沉积20天后，裂缝填充深度提高了28mm，渗透系数在裂缝处降低了68.7％，非裂缝处降低了85.5％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了97.3％。

对比例

本对比例与实施例1的区别在于：取1700mL浓度为0.12mol/L的MgSO₄水溶液作为电沉积液，沉积20天后，裂缝填充深度达11mm，渗透系数在裂缝处降为1.844×10^-6cm/s，非裂缝处为4.739×10^-8cm/s，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度0.73MPa，试件其裂缝中沉积物扫描电镜图如图3所示。

与对比例相比，实施例1裂缝填充深度提高了28mm，渗透系数在裂缝处降低了75.3％，非裂缝处降低了87.3％，沉积物与混凝土结构之间的粘结强度提高了102.7％。从图2、图3可以看出，相对于对比例来说，实施例1中形成的裂缝沉积物更加紧密有序。