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脉冲电沉积方法修复混凝土裂缝是对已有的直流电沉积方法的改变和创新。电沉积方法修复混凝土裂缝是国际上近年来出现的一项新技术,特别适用于传统的修复技术难以奏效或价格太高的水工混凝土结构。国内外对于该项技术的研究才刚刚起步,已有的研究成果对试件类型、混凝土参数、电流密度、电解液种类及浓度等因素的影响都做过研究,但对于电源影响的研究还是空白。本文针对这一现状创新性的提出采用脉冲电源进行电沉积修复混凝土裂缝,并从以下几个方面进行了试验研究:
1.脉冲电沉积的探索性试验研究,设计了脉冲电沉积方法修复混凝土裂缝的试验装置,初步选择了脉冲时间参数、电解液种类和浓度、电压及电流的设置,分析了脉冲电沉积的原理和电极反应,采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了沉积物的成分和形貌,研究结果表明:脉冲电沉积方法用于修复混凝土裂缝是可行的。
2.脉冲参数对电沉积效果的影响研究,通过脉冲电沉积机理的分析说明了脉冲时间参数对沉积过程的重要性,提出了以质量增加率、表面覆盖率、裂缝愈合率、裂缝填充深度作为电沉积效果的评价指标,在探索试验的基础上采用五组脉冲参数和五种电解液种类或浓度进行试验研究,比较了不同参数和不同电解液对沉积效果的影响,采用x射线衍射仪分析了不同电解液对沉积物成分的影响,采用扫描电镜分析了不同脉冲参数对沉积物形貌的影响,研究结果表明:电解液种类和浓度、脉冲参数都对沉积效果有影响,随着电解液浓度的变化沉积物的主要成分不变,但伴随产生的其他化合物会发生改变,随着脉冲参数的变化沉积物的形貌会发生改变,合适的电解液浓度和脉冲参数会得到较好的沉积效果。
3.脉冲电沉积与直流电沉积的效果比较研究,分析了两种波形下的电沉积原理差别,采用相同的试验装置、电解液种类及浓度、电压设置,选择了脉冲参数,采用四个评价指标、X射线衍射仪、扫描电镜对比分析两种电沉积的沉积效果、沉积物成分及形貌的差别,研究结果表明:两种情况下的沉积物成分相同,相貌不同,脉冲电沉积的沉积效果要稍好于直流电沉积。
4.电沉积处理对混凝土耐久性的影响研究,分别对经脉冲电沉积处理、直流电沉积处理、未经处理的带裂缝试件和不带裂缝试件,进行抗碳化性能和耐腐蚀性能的对比研究,研究结果表明:电沉积处理可以明显提高混凝土的抗碳化性能和耐腐蚀性能,其中脉冲电沉积对抗碳化性能的提高要稍好于直流电沉积,而对于耐腐蚀性能的提高两者作用基本相同。本文的研究成果,对于寻找更有利的电沉积方法和途径,更好的修复混凝土裂缝具有重要参考价值。