權(quán)利要求

1.基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，其特征在于，包括修復(fù)劑制備裝置、修復(fù)劑輸送裝置和注漿修補(bǔ)裝置； 所述修復(fù)劑制備裝置包括二氧化碳?xì)夤藓蜐{液制備箱，漿液制備箱內(nèi)放置有貯液池，貯液池上方設(shè)置有注水口，貯液池內(nèi)為按比例配置的鈣基工業(yè)固體材料和去離子水的混合液，二氧化碳?xì)夤迌?nèi)為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳?xì)夤尥ㄟ^(guò)管道連接到貯液池； 所述修復(fù)劑輸送裝置包括水泵和輸送軟管，注漿修補(bǔ)裝置包括注液槍?zhuān)脤①A液池內(nèi)的溶液通過(guò)輸送軟管輸送至注液槍?zhuān)鲎⒁簶屔显O(shè)置有加熱板，用于加熱混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，其特征在于，所述貯液池上設(shè)置有攪拌裝置、pH監(jiān)測(cè)儀和溫度控制器，二氧化碳?xì)夤夼c貯液池的管道上設(shè)置有氣體流速監(jiān)測(cè)儀，輸送軟管上設(shè)置有液體流速傳感器。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，其特征在于，所述加熱板為紅外加熱板，紅外加熱板中部設(shè)置有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有一固定環(huán)，用于將紅外加熱板固定在注液槍出液端的合適位置處。 4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，其特征在于，所述修復(fù)劑制備裝置、水泵均設(shè)置在移動(dòng)推車(chē)上，移動(dòng)推車(chē)底部設(shè)置有滑輪； 優(yōu)選的，漿液制備箱上設(shè)置有控制屏，控制屏與pH監(jiān)測(cè)儀和溫度控制器連接。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，其特征在于，所述漿液制備箱上設(shè)置有固體材料放置口，漿液制備箱一側(cè)設(shè)置有出液口，輸送軟管與出液口連接。 6.權(quán)利要求2所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)將裝置移動(dòng)至施工區(qū)域； (2)在貯液池內(nèi)放置指定配比的鈣基工業(yè)固體材料和去離子水，開(kāi)啟攪拌裝置，攪拌速率為800r/min～1000r/min，當(dāng)貯液池內(nèi)溶液的pH值穩(wěn)定后，通入含二氧化碳的工業(yè)廢氣，氣體流速為0.40L/min～0.60L/min，鈣基工業(yè)固體材料發(fā)生碳酸化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為： CO 2溶解于水形成弱酸性的CO 3 2-，電離出CO 3 2-與HCO 3 -，在堿性作用下，HCO 3 -與OH -迅速發(fā)生反應(yīng)生成H 2O和CO 3 2-，CO 3 2-和Ca 2+反應(yīng)生成難溶于水的CaCO 3，而HCO 3 -和Ca 2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性鹽，進(jìn)入溶液中，最終制得碳酸氫鈣溶液作為修復(fù)劑； (3)采用溫度控制器和pH監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貯液池內(nèi)的溫度和pH值，溫度控制在4～6℃，當(dāng)pH值下降至5.8～6.2時(shí)，判斷此時(shí)溶液呈弱酸性，二氧化碳通入過(guò)量，此時(shí)停止二氧化碳?xì)怏w通入，打開(kāi)固體材料放置口，更換漿液制備箱內(nèi)的鈣基工業(yè)固體材料； (4)修復(fù)劑制備完成后，打開(kāi)出液口和水泵，水泵將碳酸氫鈣溶液經(jīng)輸送軟管泵入注液槍內(nèi)，輸送軟管上的液體流速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)碳酸氫鈣溶液流速變化，流速為0.5m/s～0.8m/s； (5)注液槍的管頭處安裝加熱板，將注液槍出液口固定在裂縫周邊，緩慢將修復(fù)劑注入裂縫，當(dāng)有修復(fù)劑從臨近注液口流出時(shí)，立即停止注入； (6)將修復(fù)劑注入裂縫的同時(shí)，開(kāi)啟加熱板，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域加熱，加熱溫度設(shè)定在60～65℃，碳酸氫鈣溶液分解、沉積并結(jié)晶成具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體，即方解石，方解石的析出填充了裂隙，膠結(jié)并互相搭建成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并與原建筑結(jié)構(gòu)形成整體； (7)持續(xù)注漿30min后，停止30min，再注漿30min，以此進(jìn)行2～4次循環(huán)，使裂縫內(nèi)壁上逐步沉積形成碳酸鈣晶體層。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，其特征在于，步驟(2)中，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰20～30份、電石渣15～30份、鋼渣15～20份、脫硫石膏15～20份和?；郀t礦渣10～25份； 鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為(0.4～0.6):1。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置及工作方法，屬于混凝土修補(bǔ)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

混凝土是建筑結(jié)構(gòu)的主要施工材料，對(duì)建筑的質(zhì)量和使用壽命起到了決定性作用。由于其自身脆性與服役環(huán)境的影響，混凝土?xí)a(chǎn)生不同程度的微裂縫和局部損傷，開(kāi)裂后若未能及時(shí)得到修復(fù)會(huì)擴(kuò)展成宏觀裂縫，外界水和侵蝕介質(zhì)便會(huì)不斷從材料表面缺陷逐漸滲入，最終引起混凝土的劣化加速，造成不可估量的損失。因此，采取有效措施對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)微裂縫進(jìn)行修復(fù)，對(duì)提高建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)對(duì)建筑壽命的高要求與混凝土材料行業(yè)自身的節(jié)能減排需求有重要意義。

目前，混凝土裂縫修復(fù)的常用方法包括表面處理法、化學(xué)灌漿法、自修復(fù)材料填充法、結(jié)構(gòu)加固法、電沉積法等。上述方法主要是通過(guò)將事先配比好的全新混凝土材料或者修復(fù)材料灌入混凝土裂縫，雖然表面裂縫修復(fù)效果良好，但是難以修復(fù)混凝土構(gòu)件內(nèi)部的微裂紋。具體來(lái)講，表面處理法難以將修補(bǔ)材料灌注到裂縫內(nèi)部。對(duì)于小于0.2mm的細(xì)微裂縫，填充修補(bǔ)材料前需要開(kāi)鑿混凝土，對(duì)結(jié)構(gòu)有一定的損傷，多采用的聚合樹(shù)脂類(lèi)修補(bǔ)材料。由于收縮、老化作用，長(zhǎng)期效果并不理想。化學(xué)灌漿材料存在粘度較大、固化后脆性較大、耐久性能差、污染環(huán)境等問(wèn)題，且較難判斷灌漿后是否與結(jié)構(gòu)形成整體。此外，雖然混凝土對(duì)微裂縫具有一定的自愈能力，但是自愈能力的裂縫寬度范圍是0.1～0.2mm,遠(yuǎn)達(dá)不到實(shí)際工程中混凝土裂縫的修復(fù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置及工作方法，基于鈣基工業(yè)固廢材料碳酸化反應(yīng)原理，可以封存二氧化碳，且制備的碳酸氫鈣溶液作為混凝土微裂縫修復(fù)劑，流動(dòng)性高，可在混凝土微裂縫中產(chǎn)生具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體(方解石)，填充空隙并搭建起網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，逐漸與原混凝土形成整體結(jié)構(gòu)，完成裂縫修補(bǔ)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，包括修復(fù)劑制備裝置、修復(fù)劑輸送裝置和注漿修補(bǔ)裝置；

所述修復(fù)劑制備裝置包括二氧化碳?xì)夤藓蜐{液制備箱，漿液制備箱內(nèi)放置有貯液池，貯液池上方設(shè)置有注水口，貯液池內(nèi)為按比例配置的鈣基工業(yè)固體材料和去離子水的混合液，二氧化碳?xì)夤迌?nèi)為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳?xì)夤尥ㄟ^(guò)管道連接到貯液池；

所述修復(fù)劑輸送裝置包括水泵和輸送軟管，注漿修補(bǔ)裝置包括注液槍?zhuān)脤①A液池內(nèi)的溶液通過(guò)輸送軟管輸送至注液槍?zhuān)鲎⒁簶屔显O(shè)置有加熱板，用于加熱混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域。

優(yōu)選的，所述貯液池上設(shè)置有攪拌裝置、pH監(jiān)測(cè)儀和溫度控制器，二氧化碳?xì)夤夼c貯液池的管道上設(shè)置有氣體流速監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)控氣體流量，輸送軟管上設(shè)置有液體流速傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)劑的流速。

優(yōu)選的，所述加熱板為紅外加熱板，紅外加熱板中部設(shè)置有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有一固定環(huán)，用于將紅外加熱板固定在注液槍出液端的合適位置處。一般情況下，注液槍的出液端伸入裂縫內(nèi)長(zhǎng)度一致，若裂縫深度過(guò)大或過(guò)小，需調(diào)節(jié)紅外加熱板位置，使其緊貼在混凝土表面，待出液端伸入裂縫處后，可以松開(kāi)固定環(huán)，將加熱板調(diào)整到緊貼混凝土表面的位置，擰緊固定環(huán)將加熱板固定。

進(jìn)一步的，紅外加熱板的發(fā)熱層由一層碳纖維導(dǎo)電紙構(gòu)成，將電極黏貼在碳纖維導(dǎo)電紙上，并置于兩層基材層中間，經(jīng)黏合劑粘貼、熱壓融為一體即可，該紅外加熱板尺寸約60cm*90cm，厚度1～2cm(可根據(jù)工程需要調(diào)整尺寸)，發(fā)熱面溫度可高達(dá)120℃，紅外加熱板為非金屬面狀電阻體，通電后直接將電能轉(zhuǎn)化為輻射熱，并且整個(gè)面上均勻輻射，溫度一致性好，加熱面積大，升溫速度快，穿透能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱溫度的精確控制。

優(yōu)選的，所述修復(fù)劑制備裝置、水泵均設(shè)置在移動(dòng)推車(chē)上，移動(dòng)推車(chē)底部設(shè)置有滑輪，便于移動(dòng)裝置；

優(yōu)選的，漿液制備箱上設(shè)置有控制屏，控制屏與pH監(jiān)測(cè)儀和溫度控制器均信號(hào)連接，可通過(guò)控制屏實(shí)時(shí)顯示溶液反應(yīng)溫度和pH值變化，并可調(diào)控溶液反應(yīng)溫度，保證溫度穩(wěn)定。

本發(fā)明中，pH監(jiān)測(cè)儀可采用安克侖特pH100在線酸堿計(jì)，溫度控制器可采用Autonics奧托尼克斯溫度控制器，pH監(jiān)測(cè)儀、溫度控制器能夠?qū)崿F(xiàn)其功能的其他型號(hào)均可，此處不做具體限制。

優(yōu)選的，所述漿液制備箱上設(shè)置有固體材料放置口，通過(guò)固體材料放置口可更換新的鈣基工業(yè)固體材料，漿液制備箱一側(cè)設(shè)置有出液口，輸送軟管與出液口連接。

值得注意的是，本發(fā)明中所采用的儀器，如氣體流速監(jiān)測(cè)儀、控制屏、液體流速傳感器、水泵等，均可采用現(xiàn)有的常規(guī)儀器，此處不再贅述。

一種上述的基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，包括以下步驟：

(1)將裝置移動(dòng)至施工區(qū)域；

(2)在貯液池內(nèi)放置指定配比的鈣基工業(yè)固體材料和去離子水，開(kāi)啟攪拌裝置，攪拌速率為800r/min～1000r/min，當(dāng)貯液池內(nèi)溶液的pH值穩(wěn)定后，通入含二氧化碳的工業(yè)廢氣，氣體流速為0.40L/min～0.60L/min，優(yōu)選為0.50L/min，鈣基工業(yè)固體材料發(fā)生碳酸化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為：

CO 2溶解于水形成弱酸性的CO 3 2-，電離出CO 3 2-與HCO 3 -，在堿性作用下，HCO 3 -與OH -迅速發(fā)生反應(yīng)生成H 2O和CO 3 2-，CO 3 2-和Ca 2+反應(yīng)生成難溶于水的CaCO 3，而HCO 3 -和Ca 2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性鹽，進(jìn)入溶液中，最終制得碳酸氫鈣溶液作為修復(fù)劑；

(3)采用溫度控制器和pH監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貯液池內(nèi)的溫度和pH值，溫度控制在4～6℃，碳酸氫鈣溶液在制備過(guò)程中，4～6℃下有利于鈣離子浸出，可有效提升固碳效率，當(dāng)pH值下降至5.8～6.2時(shí)，可以判斷此時(shí)溶液呈弱酸性，二氧化碳通入過(guò)量，此時(shí)可以停止二氧化碳?xì)怏w通入，打開(kāi)固體材料放置口，更換漿液制備箱內(nèi)的鈣基工業(yè)固體材料；

(4)修復(fù)劑制備完成后，打開(kāi)出液口和水泵，水泵將碳酸氫鈣溶液經(jīng)輸送軟管泵入注液槍內(nèi)，輸送軟管上的液體流速傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)碳酸氫鈣溶液流速變化，流速為0.5m/s～0.8m/s；

(5)注液槍的管頭處安裝加熱板，將注液槍出液口固定在裂縫周邊，緩慢將修復(fù)劑注入裂縫，當(dāng)有少許修復(fù)劑從臨近注液口流出時(shí)，立即停止注入；

(6)將修復(fù)劑注入裂縫的同時(shí)，開(kāi)啟加熱板，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域加熱，加熱溫度設(shè)定在60～65℃，在該溫度下，碳酸氫鈣溶液溶解度最低，且最容易生成穩(wěn)定性更好的方解石，溫度過(guò)高會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)混凝土的劣化，碳酸氫鈣溶液分解、沉積并結(jié)晶成具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體，即方解石，方解石的析出填充了裂隙，膠結(jié)并互相搭建成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并與原建筑結(jié)構(gòu)形成整體，使得斷裂面的強(qiáng)度得到一定的恢復(fù)，可以有效提高混凝土密實(shí)度，完成裂縫修補(bǔ)；

(7)碳酸氫鈣溶液在裂縫內(nèi)分解反應(yīng)后，碳酸鈣沉淀、結(jié)晶、附著需要一定時(shí)間，溶液和沉積物在重力作用下會(huì)很快通過(guò)混凝土裂縫，因此，可采用持續(xù)注漿30min后，停止30min，再注漿30min，以此進(jìn)行2～4次循環(huán)，使裂縫內(nèi)壁上逐步沉積形成碳酸鈣晶體層，裂縫封堵效果更佳。

本發(fā)明基于鈣基工業(yè)固廢材料碳酸化反應(yīng)原理，制備碳酸氫鈣溶液作為混凝土微裂縫修復(fù)劑，流動(dòng)性高，使用注液槍可以將其注入混凝土深處微細(xì)裂縫中，加熱混凝土裂縫周邊區(qū)域，使溶液分解、反應(yīng)產(chǎn)生具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體(方解石)，填充空隙并搭建起網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，逐漸與原混凝土形成整體結(jié)構(gòu)，完成裂縫修補(bǔ)。

優(yōu)選的，步驟(2)中，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰20～30份、電石渣15～30份、鋼渣15～20份、脫硫石膏15～20份和粒化高爐礦渣10～25份；

鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為(0.4～0.6):1。

本發(fā)明未詳盡之處，均可采用現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明加強(qiáng)了廢物資源化科技創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)“碳減排”與工業(yè)固廢、工業(yè)廢氣的再利用，碳酸鹽是最穩(wěn)定的固碳方式，可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的永久封存。以電石渣、粉煤灰、鋼渣等鈣基工業(yè)固體材料的來(lái)源多接近于二氧化碳的排放源，且許多工業(yè)固廢是典型的細(xì)晶體，具有較高的反應(yīng)比表面積，幾乎不需要預(yù)處理，生產(chǎn)成本低，綠色環(huán)保，制備工藝流程簡(jiǎn)單。

(2)本發(fā)明所制修復(fù)劑流動(dòng)性高，可以滲透入混凝土結(jié)構(gòu)深處的細(xì)微裂縫，且注漿前不需要對(duì)裂縫周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行處理，對(duì)原結(jié)構(gòu)不會(huì)造成損傷，應(yīng)用范圍廣。

(3)相較于自修復(fù)材料與其它注漿技術(shù)，本發(fā)明所采用的碳酸氫鈣溶液分解、沉淀、結(jié)晶后生成方解石晶體，具有膠結(jié)作用，可以快速完成裂隙填充并產(chǎn)生強(qiáng)度，修復(fù)時(shí)間較短；可以快速與原結(jié)構(gòu)融為整體，長(zhǎng)期效果穩(wěn)定；修復(fù)劑可以進(jìn)入毛細(xì)孔，發(fā)生礦化反應(yīng)后，進(jìn)一步提高混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的貯液池結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為某一實(shí)施例的紅外加熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為某一實(shí)施例的紅外加熱板中固定環(huán)的位置示意圖；

圖中，1-二氧化碳?xì)夤蓿?-氣體流速監(jiān)測(cè)儀，3-注水口，4-控制屏，5-漿液制備箱，6-固體材料放置口，7-移動(dòng)推車(chē)，8-出液口，9-水泵，10-滑輪，11-液體流速傳感器，12-輸送軟管，13-注液槍?zhuān)?4-加熱板，15-pH監(jiān)測(cè)儀，16-鈣基工業(yè)固體材料，17-溫度控制器，18-攪拌裝置，19-貯液池，20-固定環(huán)，21-出液端，22-碳纖維導(dǎo)電紙，23-電極，24-基材層，25-電極結(jié)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式：

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但不僅限于此，本發(fā)明未詳盡說(shuō)明的，均按本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)。

實(shí)施例1：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，如圖1-4所示，包括修復(fù)劑制備裝置、修復(fù)劑輸送裝置和注漿修補(bǔ)裝置；

修復(fù)劑制備裝置包括二氧化碳?xì)夤?和漿液制備箱5，漿液制備箱5內(nèi)放置有貯液池19，貯液池19上方設(shè)置有注水口3，貯液池19內(nèi)為按比例配置的鈣基工業(yè)固體材料16和去離子水的混合液，二氧化碳?xì)夤?內(nèi)為含二氧化碳的工業(yè)廢氣，二氧化碳?xì)夤?通過(guò)管道連接到貯液池19；

修復(fù)劑輸送裝置包括水泵9和輸送軟管12，注漿修補(bǔ)裝置包括注液槍13，水泵9將貯液池19內(nèi)的溶液通過(guò)輸送軟管12輸送至注液槍13，注液槍上設(shè)置有加熱板14，用于加熱混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域。

實(shí)施例2：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，如實(shí)施例1所述，所不同的是，貯液池19上設(shè)置有攪拌裝置18、pH監(jiān)測(cè)儀15和溫度控制器17，二氧化碳?xì)夤?與貯液池19的管道上設(shè)置有氣體流速監(jiān)測(cè)儀2，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)控氣體流量，輸送軟管12上設(shè)置有液體流速傳感器11，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)劑的流速。

修復(fù)劑制備裝置、水泵均設(shè)置在移動(dòng)推車(chē)7上，移動(dòng)推車(chē)7底部設(shè)置有滑輪10，便于移動(dòng)裝置；

漿液制備箱上設(shè)置有控制屏4，控制屏4與pH監(jiān)測(cè)儀15和溫度控制器17均信號(hào)連接，可通過(guò)控制屏4實(shí)時(shí)顯示溶液反應(yīng)溫度和pH值變化，并可調(diào)控溶液反應(yīng)溫度，保證溫度穩(wěn)定。

漿液制備箱上設(shè)置有固體材料放置口6，通過(guò)固體材料放置口6可更換新的鈣基工業(yè)固體材料，漿液制備箱一側(cè)設(shè)置有出液口8，輸送軟管12與出液口8連接。

實(shí)施例3：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置，如實(shí)施例1所述，所不同的是，如圖3、4所示，加熱板14為紅外加熱板，紅外加熱板中部設(shè)置有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置有一固定環(huán)20，用于將紅外加熱板固定在注液槍出液端21的合適位置處。一般情況下，注液槍的出液端21伸入裂縫內(nèi)長(zhǎng)度一致，若裂縫深度過(guò)大或過(guò)小，需調(diào)節(jié)紅外加熱板位置，使其緊貼在混凝土表面，待出液端伸入裂縫處后，可以松開(kāi)固定環(huán)20，將加熱板調(diào)整到緊貼混凝土表面的位置，擰緊固定環(huán)20將加熱板固定。

進(jìn)一步的，紅外加熱板的發(fā)熱層由一層碳纖維導(dǎo)電紙22構(gòu)成，將電極23黏貼在碳纖維導(dǎo)電紙22上，并置于兩層基材層24中間，經(jīng)黏合劑粘貼、熱壓融為一體即可，其中25為電極結(jié)點(diǎn)，該紅外加熱板尺寸約60cm*90cm，厚度1～2cm(可根據(jù)工程需要調(diào)整尺寸)，發(fā)熱面溫度可高達(dá)120℃，紅外加熱板為非金屬面狀電阻體，通電后直接將電能轉(zhuǎn)化為輻射熱，并且整個(gè)面上均勻輻射，溫度一致性好，加熱面積大，升溫速度快，穿透能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱溫度的精確控制。

實(shí)施例4：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，包括以下步驟：

(1)將裝置移動(dòng)至施工區(qū)域；

(2)在貯液池19內(nèi)放置指定配比的鈣基工業(yè)固體材料和去離子水，開(kāi)啟攪拌裝置18，攪拌速率為900r/min，當(dāng)貯液池內(nèi)溶液的pH值穩(wěn)定后，通入含二氧化碳的工業(yè)廢氣，氣體流速為0.50L/min，鈣基工業(yè)固體材料發(fā)生碳酸化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程為：

CO 2溶解于水形成弱酸性的CO 3 2-，電離出CO 3 2-與HCO 3 -，在堿性作用下，HCO 3 -與OH -迅速發(fā)生反應(yīng)生成H 2O和CO 3 2-，CO 3 2-和Ca 2+反應(yīng)生成難溶于水的CaCO 3，而HCO 3 -和Ca 2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成可溶性鹽，進(jìn)入溶液中，最終制得碳酸氫鈣溶液作為修復(fù)劑；

(3)采用溫度控制器17和pH監(jiān)測(cè)儀15實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貯液池內(nèi)的溫度和pH值，溫度控制在4～6℃，碳酸氫鈣溶液在制備過(guò)程中，4～6℃下有利于鈣離子浸出，可有效提升固碳效率，當(dāng)pH值下降至5.8～6.2時(shí)，可以判斷此時(shí)溶液呈弱酸性，二氧化碳通入過(guò)量，此時(shí)可以停止二氧化碳?xì)怏w通入，打開(kāi)固體材料放置口6，更換漿液制備箱內(nèi)的鈣基工業(yè)固體材料；

(4)修復(fù)劑制備完成后，打開(kāi)出液口8和水泵9，水泵9將碳酸氫鈣溶液經(jīng)輸送軟管12泵入注液槍內(nèi)，輸送軟管上的液體流速傳感器11實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)碳酸氫鈣溶液流速變化，流速為0.5m/s～0.8m/s；

(5)注液槍的管頭處安裝加熱板，將注液槍出液口固定在裂縫周邊，緩慢將修復(fù)劑注入裂縫，當(dāng)有少許修復(fù)劑從臨近注液口流出時(shí)，立即停止注入；

(6)將修復(fù)劑注入裂縫的同時(shí)，開(kāi)啟加熱板14，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫周?chē)鷧^(qū)域加熱，加熱溫度設(shè)定在60～65℃，在該溫度下，碳酸氫鈣溶液溶解度最低，且最容易生成穩(wěn)定性更好的方解石，溫度過(guò)高會(huì)造成原有結(jié)構(gòu)混凝土的劣化，碳酸氫鈣溶液分解、沉積并結(jié)晶成具有膠結(jié)作用的碳酸鈣晶體，即方解石，方解石的析出填充了裂隙，膠結(jié)并互相搭建成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并與原建筑結(jié)構(gòu)形成整體，使得斷裂面的強(qiáng)度得到一定的恢復(fù)，可以有效提高混凝土密實(shí)度，完成裂縫修補(bǔ)；

(7)碳酸氫鈣溶液在裂縫內(nèi)分解反應(yīng)后，碳酸鈣沉淀、結(jié)晶、附著需要一定時(shí)間，溶液和沉積物在重力作用下會(huì)很快通過(guò)混凝土裂縫，因此，可采用持續(xù)注漿30min后，停止30min，再注漿30min，以此進(jìn)行2～4次循環(huán)，使裂縫內(nèi)壁上逐步沉積形成碳酸鈣晶體層，裂縫封堵效果更佳。

實(shí)施例5：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例4所述，所不同的是，步驟(2)中，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰20份、電石渣30份、鋼渣15份、脫硫石膏15份和?；郀t礦渣20份；

鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.4:1，即去離子水為250份；

其中，粉煤灰、電石渣、鋼渣、脫硫石膏和?；郀t礦渣的成分，按質(zhì)量份如表1所示；

表1：鈣基工業(yè)固體材料的主要成分表(質(zhì)量份)

實(shí)施例6：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例5所述，所不同的是，鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.5:1，即去離子水為200份。

實(shí)施例7：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例5所述，所不同的是，鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.6:1，即去離子水為167份。

實(shí)施例8：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例5所述，所不同的是，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰30份、電石渣20份、鋼渣15份、脫硫石膏15份和粒化高爐礦渣20份；

鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.5:1，即去離子水為200份。

實(shí)施例9：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例5所述，所不同的是，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰20份、電石渣30份、鋼渣20份、脫硫石膏20份和?；郀t礦渣10份；

鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.5:1，即去離子水為200份。

實(shí)施例10：

一種基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置的工作方法，如實(shí)施例5所述，所不同的是，按質(zhì)量份，鈣基工業(yè)固體材料包括粉煤灰30份、電石渣15份、鋼渣15份、脫硫石膏15份和?；郀t礦渣25份；

鈣基工業(yè)固體材料與去離子水的質(zhì)量比為0.5:1，即去離子水為200份。

性能測(cè)試：

將相同的7個(gè)混凝土試件養(yǎng)護(hù)至28d，分別采用劈裂法使混凝土產(chǎn)生裂縫，可在試件上預(yù)先纏繞兩層膠布以防劈拉過(guò)程中試件完全破碎，同時(shí)也可以防止裂縫過(guò)大；

為模擬真實(shí)環(huán)境下混凝土裂縫，將處理后的試件置于抗壓試驗(yàn)機(jī)上，適當(dāng)控制加載速度(0.2～0.4kN/s),使試件產(chǎn)生裂縫,控制裂縫寬度均小于0.30mm其裂縫形貌與自然形成的裂縫較為接近，雖然無(wú)法完全保證7個(gè)試件的裂縫寬度和走向一致，但誤差很小，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論無(wú)較大影響。

采用實(shí)施例5-10的鈣基工業(yè)固體材料所制備的修復(fù)劑對(duì)其中的6個(gè)試件進(jìn)行修復(fù)，第7個(gè)試件作為基準(zhǔn)組(即未進(jìn)行裂縫修復(fù))，然后對(duì)7個(gè)試件進(jìn)行性能測(cè)試對(duì)比。

抗折強(qiáng)度：參照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，以抗折強(qiáng)度恢復(fù)率作為評(píng)價(jià)注漿修補(bǔ)技術(shù)改善混凝土構(gòu)件力學(xué)性能的標(biāo)準(zhǔn)，混凝土抗折強(qiáng)度恢復(fù)率根據(jù)式(1)計(jì)算：

式中，f b表示抗折強(qiáng)度恢復(fù)率，％；f 0表示注漿后抗折強(qiáng)度，MPa；f表示標(biāo)準(zhǔn)試件抗折強(qiáng)度，MPa。

抗水滲透性：混凝土抗水滲透試驗(yàn)參照GB/T 50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》中“滲水高度法”進(jìn)行，試件滲水高度按式(2)計(jì)算：

式中：h j表示第i個(gè)試件第j個(gè)測(cè)點(diǎn)處的滲水高度(mm)； 表示第i個(gè)試件的平均滲水高度(mm),應(yīng)以10個(gè)測(cè)點(diǎn)滲水高度的平均值作為該試件滲水高度的測(cè)定值。

抗凍性：混凝土耐久性試驗(yàn)依據(jù)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50082-2009)進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，凍融循環(huán)試驗(yàn)中，根據(jù)試塊經(jīng)多次循環(huán)后質(zhì)量損失率，可判斷其抗凍性能。

單個(gè)試件的質(zhì)量損失率按照下式計(jì)算：

式中，ΔW ni為N次凍融循環(huán)后第i個(gè)混凝土試件的質(zhì)量損失率(％)，精確至0.01；W 0i為凍融循環(huán)試驗(yàn)前第i個(gè)混凝土試件的質(zhì)量(g)；W ni為N次凍融循環(huán)后第i個(gè)混凝土試件的質(zhì)量(g)。

一組試件的平均質(zhì)量損失率應(yīng)按下式計(jì)算：

式中，ΔW n為N次凍融循環(huán)后一組混凝土試件的平均質(zhì)量損失率(％)，精確至0.1。

裂縫寬度：根據(jù)《混凝土裂縫寬度及深度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范》(JJF 1334-2012)測(cè)量。

各個(gè)性能如表2所示。

表2：開(kāi)裂混凝土注漿修補(bǔ)性能測(cè)試結(jié)果

根據(jù)表2的測(cè)試結(jié)果，采用本發(fā)明所提供的微裂縫注漿修補(bǔ)技術(shù)完成裂縫修補(bǔ)后的混凝土試件，抗折強(qiáng)度較未注漿前有一定的增長(zhǎng)；滲水高度較基準(zhǔn)試塊顯著降低；經(jīng)200次凍融循環(huán)試驗(yàn)后，實(shí)施例5-10的混凝土試件質(zhì)量損失率較基準(zhǔn)組的質(zhì)量損失率分別降低了55.7％、42.3％、33.5％、52.6％、37.5％、40.1％；注漿修復(fù)后裂縫寬度基本為零，證明碳酸氫鈣溶液的分解、沉淀、結(jié)晶出方解石，可以填充裂隙，使得斷裂面的強(qiáng)度得到一定的恢復(fù)，并使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密。

值得注意的是，本發(fā)明采用劈裂法預(yù)制微細(xì)裂縫，裂縫寬度較小，存在一定的測(cè)量與試驗(yàn)誤差，無(wú)法保證完全一致，但裂縫寬度相差很小，對(duì)試驗(yàn)結(jié)論無(wú)較大影響。相較于基準(zhǔn)組，修復(fù)后的抗折強(qiáng)度、滲水高度、質(zhì)量損失率與寬度變化都有較大變化，可以證明修復(fù)劑的注入后對(duì)裂縫具修復(fù)作用，混凝土試件的性能也有所改善。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

基于工業(yè)鈣基固廢和二氧化碳尾氣的混凝土微裂縫注漿修補(bǔ)裝置及工作方法.pdf