780 工程科学学报，第43卷，第6期 影响，建立以通电时间和电流密度为变量的实验 拉拔，加载速度设置为0.2 mm min,试件自由端 组.基于已有的研究成果，选用氢氧化钙(Ca(OH)2) 及加载端放置位移计以测量钢筋的滑移量. 溶液作为电解质溶液，其中电流密度分别为1、 Force 3和5Am2,通电时间分别为7、15和28d.每组 Free end 试件包括三个试块，具体试件组内的电化学参数 Fixation apparatus 设计如表2所示 Displacement meter Loading stent 表2实验试件分组情况表 Magnetic suction seat Table 2 Electrochemical parameters design Sample Current density /(A.m) Conduction time/d Displacement meter I1-D7 1 7 Loading end I1-D15 1 为 I1-D28 1 28 图3拉拔装置及实验加载图 Fig.3 Pull-out test device and test loading I3-D7 3 I3-D15 3 以自由端和加载端位移的平均值作为中心拉 I3-D28 3 28 拔实验的滑移量，共取得10组共30个试件的黏结 I5-D7 5 > 力-平均滑移曲线(F-曲线).从F-S曲线中寻找 I5-D15 5 15 峰值荷载，标记为试件最大黏结力Fma.选取最大 I5-D28 5 28 黏结力最接近平均最大黏结力的实验F-S曲线， 绘制F-S曲线对比图，如图4所示.各组试件经不 试块一个侧面设置不锈钢网连接电源正极作 同电流密度及通电时间的电化学修复后，试件最 为电迁阳极，钢筋连接电源负极作为电迁阴极，通 大黏结力Fmax的实验值如表3所示 电装置如图2所示；为提高电源使用率的同时保 2通电参数对钢筋混凝土黏结性能的影响 证同组试件的电流密度一致，采用串联方式连接 试件（一组三个试块串联同时通电）：为保证电流 2.1电流密度对钢筋混凝土黏结性能的影响 只能通过混凝土试块形成电流回路，每个试块单 如图5所示，我们分析电流密度对钢筋混凝土 独置于一个溶液盘内 黏结强度的影响发现：在相同的通电时间下，随着 DC power 电流密度的增大，钢筋混凝土的最大黏结力呈现 下降趋势，其中通电时间为7d的试块组，即使电 流密度为5Am2,最大黏结力也无明显下降，说 明在较短通电时间内电化学修复技术对黏结性能 Concrete sample 的影响有限；当通电时间达到28d时，不同电流密 度作用下试件的黏结性能下降明显，特别是电流 Cathode、 密度为5Am2的实验组，最大黏结力不足原来的 一半 Electrolyte 分析图6中不同电流密度下钢筋混凝土最大 黏结力的损失情况，发现在通电时间为7d或电流 Anode 密度为1Am2时黏结力的损失程度较小，处在可 图2通电装置示意图 接受范围内：通电时间为7d的三组试件，随着电 Fig.2 Schematic of experimental setup for electrochemical rehabilitation 流密度从1Am2增加至5Am2,黏结力损失量最 1.3中心拉拔实验 大也仅为2.1%，说明在较短的通电时间内黏结性 采用中心拉拔实验（实验装置如图3所示），来 能对电流密度变化的敏感性较弱：而随着通电时 获取钢筋混凝土黏结滑移曲线.试件结束电化学 间的增加，通电时间为7d的三组试件，电流密度 修复实验后，放置在自行设计的反力架中开展中 从1Am2增加至5Am2时，损失量呈现指数增长， 心拉拔实验，实验采用25t电液伺服实验机进行 说明通电时间较大时黏结性能损失量对电流密度影响，建立以通电时间和电流密度为变量的实验 组. 基于已有的研究成果，选用氢氧化钙（Ca(OH)2） 溶液作为电解质溶液 ，其中电流密度分别为 1、 3 和 5 A·m–2，通电时间分别为 7、15 和 28 d. 每组 试件包括三个试块，具体试件组内的电化学参数 设计如表 2 所示. 表 2 实验试件分组情况表 Table 2   Electrochemical parameters design Sample Current density / (A·m–2) Conduction time / d I1-D7 1 7 I1-D15 1 15 I1-D28 1 28 I3-D7 3 7 I3-D15 3 15 I3-D28 3 28 I5-D7 5 7 I5-D15 5 15 I5-D28 5 28 试块一个侧面设置不锈钢网连接电源正极作 为电迁阳极，钢筋连接电源负极作为电迁阴极，通 电装置如图 2 所示；为提高电源使用率的同时保 证同组试件的电流密度一致，采用串联方式连接 试件（一组三个试块串联同时通电）；为保证电流 只能通过混凝土试块形成电流回路，每个试块单 独置于一个溶液盘内. DC power Concrete sample Cathode Electrolyte Anode 图 2    通电装置示意图 Fig.2    Schematic of experimental setup for electrochemical rehabilitation 1.3    中心拉拔实验 采用中心拉拔实验（实验装置如图 3 所示），来 获取钢筋混凝土黏结滑移曲线. 试件结束电化学 修复实验后，放置在自行设计的反力架中开展中 心拉拔实验，实验采用 25 t 电液伺服实验机进行 拉拔，加载速度设置为 0.2 mm·min–1，试件自由端 及加载端放置位移计以测量钢筋的滑移量. Force Free end Fixation apparatus Displacement meter Displacement meter Loading stent Loading end Magnetic suction seat 图 3    拉拔装置及实验加载图 Fig.3    Pull-out test device and test loading 以自由端和加载端位移的平均值作为中心拉 拔实验的滑移量，共取得 10 组共 30 个试件的黏结 力–平均滑移曲线（F–S 曲线）. 从 F–S 曲线中寻找 峰值荷载，标记为试件最大黏结力 Fmax. 选取最大 黏结力最接近平均最大黏结力的实验 F–S 曲线， 绘制 F–S 曲线对比图，如图 4 所示. 各组试件经不 同电流密度及通电时间的电化学修复后，试件最 大黏结力 Fmax 的实验值如表 3 所示. 2    通电参数对钢筋混凝土黏结性能的影响 2.1    电流密度对钢筋混凝土黏结性能的影响 如图 5 所示，我们分析电流密度对钢筋混凝土 黏结强度的影响发现：在相同的通电时间下，随着 电流密度的增大，钢筋混凝土的最大黏结力呈现 下降趋势，其中通电时间为 7 d 的试块组，即使电 流密度为 5 A·m–2，最大黏结力也无明显下降，说 明在较短通电时间内电化学修复技术对黏结性能 的影响有限；当通电时间达到 28 d 时，不同电流密 度作用下试件的黏结性能下降明显，特别是电流 密度为 5 A·m–2 的实验组，最大黏结力不足原来的 一半. 分析图 6 中不同电流密度下钢筋混凝土最大 黏结力的损失情况，发现在通电时间为 7 d 或电流 密度为 1 A·m–2 时黏结力的损失程度较小，处在可 接受范围内；通电时间为 7 d 的三组试件，随着电 流密度从 1 A·m–2 增加至 5 A·m–2，黏结力损失量最 大也仅为 2.1%，说明在较短的通电时间内黏结性 能对电流密度变化的敏感性较弱；而随着通电时 间的增加，通电时间为 7 d 的三组试件，电流密度 从 1 A·m–2 增加至 5 A·m–2 时，损失量呈现指数增长， 说明通电时间较大时黏结性能损失量对电流密度 · 780 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期