[发明专利]电化学沉积修复混凝土试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验装置，特别是涉及一种电化学沉积修复混凝土试验装置。

背景技术

电化学沉积修复混凝土技术利用阴极（钢筋）产生的沉积产物填补混凝土结构中的裂缝，适用于有水环境下既有结构的裂缝修复。针对当前地下混凝土结构（如隧道）修复难的特点，探索电化学沉积修复技术在既有地下结构裂缝修复中的应用具有重大意义。

国际上，日本自20世纪80年代后期就开始进行利用电化学沉积方法修复海工混凝土结构的研究，以带裂缝的海工混凝土结构中的钢筋为阴极，同时在海水中放置难溶性阳极，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，最后在海工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。这些沉积物不仅为混凝土提供了物理保护层，而且也可在一定程度上阻止有害物质侵蚀混凝土。

根据这一原理，日本、美国近年来对电化学沉积法修复混凝土的可行性进行了初步试验研究。Ryou（美国）和Otsuki（日本）等分别采用干缩混凝土试件、盐水侵蚀18个月的钢筋混凝土试件、由荷载产生裂缝的圆柱形钢筋混凝土试件、受载产生裂缝的钢筋混凝土梁等为对象，对电化学沉积方法修复混凝土的可行性和有效性进行了研究。

在国内，同济大学蒋正武教授等也进行了电化学沉积方法修复混凝土裂缝的可行性和机理研究，并且还设计了电化学沉积法修复钢筋混凝土裂缝的试验装置，采用多孔混凝土模拟带裂缝的混凝土，以质量增加量、透水系数及声速等作为评价指标，研究了电流密度、电解质浓度等因素对不同空隙率的多孔钢筋混凝土的修复效果。

既有地下结构（如隧道）一般都要承受荷载，如土压力、水压力等。但是，无论是在国外还是在国内，当前电化学沉积修复混凝土的试验装置都没有考虑荷载因素对修复效果的影响，这与实际情况不尽相同。因此，在修复试验过程中，如果能考虑荷载因素对修复效果的影响，其试验结果将对实际工程更具参考价值。另外，当前的电化学沉积修复混凝土的试验装置均无法随时监测修复过程中试件的质量变化，较难判断停止修复的时间；无法随时调节电极（阳极）与待修复试件（阴极）之间的距离，无法随时对溶液进行更换，影响了试验结果的准确性，并增加了试验工作量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种可对混凝土试件施加不同等级的压力荷载、测量试件质量变化、调节阴阳电极之间的距离、更换试验反应溶液的多功能电化学沉积修复混凝土试验装置。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电化学沉积修复混凝土试验装置，包括：反应容器，内部盛放有反应溶液，顶部设有进液口，底部设有排液口；电源，设置于所述反应容器的外部，所述电源的阴极连接于钢筋混凝土试件中的钢筋；加载单元，用于装夹所述钢筋混凝土试件并对所述钢筋混凝土试件的端部施加压力荷载；升降支架，包括位于所述反应容器内部的支撑台和外部的支撑座，所述加载单元放置于所述支撑台上，所述支撑座装设于一称重器上；所述支撑台与所述支撑座之间通过一升降杆连接，所述升降杆长度可调；阳极板，固定装设于所述反应容器的内壁上且与所述电源的阳极连接。

优选地，所述反应容器的底部为向外凸出的弧形曲面，所述排液口设置于所述弧形曲面的最低处。

优选地，所述电源为可调节直流电源。

优选地，所述加载单元包括第一装夹板、第二装夹板、加载板和多根传力杆；所述传力杆贯穿所述第一装夹板、第二装夹板和加载板；所述传力杆的两端设有螺纹并装设有锁紧螺母；所述第一装夹板和加载板之间连接有多根压簧。

进一步优选地，所述第一装夹板上装设有在所述第一装夹板和加载板之间延伸的标尺。

优选地，所述升降杆包括与所述支撑台固定连接的支撑杆和与所述支撑座固定连接的套筒；所述支撑杆的下端插入所述套筒内，并由锁紧螺钉锁紧。

优选地，所述支撑杆的外表面沿长度方向设有刻度线。

优选地，所述支撑杆与所述反应容器的底部之间设置有密封结构。

优选地，所述阳极板与所述支撑台平行设置。

优选地，所述阳极板为钛板或石墨板。

如上所述，本发明提供的电化学沉积修复混凝土试验装置，具有以下有益效果：

1.通过调整压簧的压缩量或刚度系数模拟不同的压力荷载对试件修复效果的影响。

2.通过调整升降支架的高度，可调节钢筋混凝土试件与阳极板（阴阳两电极）间的距离，便于分析电极间距离变化对修复效果的影响。