电化学除氯技术是对于修复氯盐侵蚀钢筋混凝土结构的一种简捷、经济的有效措施。它是通过在钢筋阴极和辅助阳极之间施加外部电场,驱动混凝土内部的氯离子向外迁移,达到除氯的目的。目前,关于电化学除氯技术已经有了大量的室内试验研究,然而距离其实际工程应用仍然存在较大差距,其主要原因是辅助阳极的选取和系统铺设在实际工程当中仍然面临诸多技术瓶颈难以突破,比如,采用钛网阳极,不锈钢阳极时的电解槽铺设问题,采用热喷锌阳极的阳极腐蚀导致通电性能变差问题。因此,针对氯盐侵蚀的钢筋混凝土电化学除氯问题,开展新型辅助阳极材料的开发及应用技术研究对于促进该项技术的推广和应用具有重要的科学指导意义。本文提出了高性能碳纤维导电水泥基辅助阳极材料电化学除氯的课题,并围绕该课题开展了高性能碳纤维导电水泥基阳极材料的性能研究、以导电水泥基材料为阳极材料的电化学除氯效果研究以及基于导电水泥基阳极的双向电迁移研究等。得到了如下主要研究结论:(1)用体积掺量为0.8%的无胶碳纤维作为导电相制备导电水泥基材料,加入不同掺量的SAP、消泡剂和分散剂,测量导电水泥基试块的电阻率和含水率间的关系得出了高性能吸水树脂的掺量为2 kg/m~3时导电水泥基材料导电性能最好,其电阻率可低至70Ω·cm。(2)以新型导电水泥基材料为阳极的电化学除氯能够降低混凝土中的氯离子含量,通电时间结束后混凝土中的氯离子会有所回迁,但回迁量相对较少,回迁后的混凝土中的氯离子含量仍大大低于初始氯离子含量,但在导电水泥基材料和混凝土基体界面过渡区处氯离子会出现富集现象。(3)采用双阴极电化学除氯相比单阴极除氯效果更好,界面区富集效应显著减缓。设置不同类型和不同间距的辅助阴极,观察其除氯效果,发现辅助阴极越靠近水泥基材料和混凝土的界面区,其富集现象越不明显,除氯效果越好。电流密度为2 A/m~2时通电30d,钢筋附近的氯离子浓度可以低至0.1%左右。(4)双向电迁移技术即可将混凝土中的氯盐脱出,又可以将外部的阻锈剂阳离子基团迁移至钢筋表面。采用三乙烯四胺和咪唑啉铵盐分别作为电迁移阻锈剂时,三乙烯四胺的修复效果更好。通电相同时间后,电流密度越大,氯离子迁移速度越快,阻锈剂迁入的浓度越高。其他条件保持一致,混凝土保护层厚度越薄,电化学脱盐率越高。(5)矿物掺合料对受氯盐侵蚀的钢筋混凝土结构电化学脱盐效率影响较大,粉煤灰和矿粉的掺加不仅提高了混凝土的密实度,同时也提高了氯离子的结合能力,降低了电化学除氯过程中自由氯离子的迁出量。钢筋类型对电化学脱盐效率影响不大。