CN101269931A - 钢筋混凝土的腐蚀抑制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有机硅烷和/或有机硅氧烷的试剂，其用途和用于降低混凝土中钢筋主动腐蚀的方法。此外本发明还涉及通过使用本发明的试剂得到的混凝土。

Description

钢筋混凝土的腐蚀抑制剂
技术领域
本发明涉及具有腐蚀抑制作用的试剂，其用途和用于降低混凝土中钢筋的主动腐蚀的方法。此外，本发明还涉及使用该试剂得到的混凝土。
背景技术
尽管普遍认为钢筋混凝土是非常耐久的，虽然钢筋混凝土建筑物的存在寿命一般计划为100年，但是有时候仅在建筑物建造完成几十年内就由于钢筋腐蚀而发生混凝土建筑物的明显损坏。经常在不到20年时间就已经出现钢筋的明显损坏。这导致昂贵的修复工作。因此存在对于钢筋混凝土的有效腐蚀抑制剂的迫切需要。
为此，过去采取了不同的措施：
目前主要使用抑制腐蚀的混凝土添加剂材料例如碱金属亚硝酸盐或碱土金属亚硝酸盐(US 3210207、US 3801338、US 3976494、US4092109和US 4365999)。除了生态学以及毒理学考虑之外其还具有下面缺点：其是水溶性的和可以容易地从具有水泥基矿物胶凝材料的建筑材料中洗出。
此外还记载了链烷醇胺(US 4726914)与三元醇或者四元醇混合用于保护钢表面。但是没有记载这些物质在具有水泥基胶凝材料的矿物建筑材料中的应用。
EP 0209978 A2中记载了用于保护混凝土中的钢筋的基于羟胺的可与水混合合腐蚀抑制剂。
CH 686368也涉及水溶性的基于羟胺的腐蚀抑制剂，但是其与EP0209978 A2划界在将其用作钢筋混凝土的腐蚀抑制剂之前与羧酸反应，以降低这些物质的挥发性。如果考虑到水泥结合的建筑材料例如混凝土的高pH值，那么这些措施当然值得怀疑，因为根据一般的化学理解在高pH值下重新形成游离胺。
勿庸置疑的是，羟胺可以降低钢表面的腐蚀。这例如在上述文献中列出的腐蚀电流测量中得以证实。
腐蚀最小化通常只有当向胶凝材料中添加腐蚀抑制剂时才是可以想象的。必须在生产建筑材料期间就已经使用该腐蚀抑制剂。在这种情况下缺点在于，混入腐蚀抑制剂改变了水泥结合的建筑材料(例如混凝土)的流变性，这增加了现今的混合的复杂性，因此通常是不理想的。此外，作为腐蚀抑制剂使用的物质的水溶性和蒸气压导致在水泥基质中不理想的变动。
该活性物质也可能由于洗出而受到损失。在题为“MigratingCorrosion Inhibitor Blend for Reinforced Concrete Part 2-Inhibitor asRepair Strategy”(Corrosion-56卷，第7期，727页起)的公开文献中指出，在位于水泥基基质中的钢的表面上的根据CH 686368的水溶性腐蚀抑制剂的作用不能明显地在可测量腐蚀电流方面取得积极效果。其原因很可能是在于下列事实，即腐蚀抑制剂不能以足够重量扩散通过水泥基质，以致不能直至钢表面上达到起腐蚀抑制作用的足够的抑制剂浓度，尽管以高浓度(10％)存在的抑制剂可能在若干星期内起作用。此外，不能实现这样长的有效时间。在对混凝土进行表面处理时，例如在建筑物保护领域的疏水化措施时，该接触时间仅为几分钟(液体浸渍剂)至数小时(膏状浸渍剂)。
已经提出，目前水泥结合的矿物建筑材料(混凝土)中的钢筋的腐蚀抑制剂没有一种能够在已经存在的结构情况下被施加到建筑材料表面和在存在主动腐蚀的情况下阻止钢筋腐蚀。
因此存在这样的任务，即提供用于钢筋混凝土的腐蚀抑制剂，其可以视需要施加到已经存在的混凝土结构上，或者添加到混凝土混合物中，并有效减弱钢筋的腐蚀电流，特别是即使存在的氯化物和其它有害物质已经引发腐蚀时也是如此。
发明内容
该任务通过根据本发明按照权利要求的特征部分得以解决。
已经令人惊讶地发现，一种制剂即基于烷基烷氧基硅烷或者烷基烷氧基硅氧烷的试剂在施加时起到显著降低在混凝土中的钢筋上测得的腐蚀电流的作用，即使在混凝土由于渗入的氯化物已经受到损害时也是如此。
还已经发现，某些有机官能硅烷和/或硅氧烷，即所谓烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷，视需要与可溶于烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷的含氨基化合物(例如某些氨基硅烷或者某些氨基醇)相组合，和视需要与溶于烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷的羧酸或羧酸盐(优选二壬基萘磺酸或其碱土金属盐，特别是二壬基萘磺酸钙或者二壬基萘磺酸镁)或者相应的可溶性无机酸相组合，通过对钢筋水泥结合的建筑材料的表面起作用或者通过将根据本发明的试剂(即上述试剂)在混凝土制备时直接引入到混凝土混合物中，可以持久地降低钢筋的腐蚀电流，甚至可以大大降低已经存在的例如由于氯化物引起的腐蚀。
其中优选的是具有特别低的氯化物含量的烷基烷氧基硅烷或者烷基烷氧基硅氧烷。优选地，将所述硅烷或硅氧烷的氯化物含量调节为低于100重量ppm，特别优选低于50重量ppm氯化物，最特别优选低于10重量ppm氯化物。特别地，在使用基本上不含氯化物的烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷的情况下，也即具有低于3重量ppm的氯化物的硅烷产品情况下，在本发明意义上可以达到优异的结果。
因此，与相应的未受保护的混凝土相比，在钢筋上观察到的腐蚀电流以有利的方式降低超过50％，优选降低超过80％，特别优选降低超过90％。
根据本发明，通过测量腐蚀电流而发现的出人意料的高腐蚀抑制作用是通过烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷，优选异丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷或低粘度丙基乙氧基硅氧烷，视需要与能与所用硅烷体系混合的含氨基的化合物(例如氨基硅烷，优选氨基丙基三乙氧基硅烷；或者氨基醇，优选二乙基氨基乙醇)混合，和或视需要与长链羧酸或其钙盐或镁盐(优选二壬基萘磺酸钙)相混合，以及视需要在添加其它组分例如溶剂或者加工助剂的条件下实现的。
通常，可以将根据本发明的试剂以简单和经济的方式通过良好混合或者一起搅拌本发明的组分而制备，例如在其中人们可以将上述有机硅烷和/或有机硅氧烷以及视需要的其它活性成分或活性成分组合和视需要的稀释剂或者视需要的流变助剂加入到一起。通常过滤掉在混合工艺中任选地出现的轻度混浊。
本发明的试剂或者至少一种其中所含的活性物质优选是低粘度的和具有好的渗透性。优选地，根据本发明的试剂或者其中所含的活性物质(例如式I的化合物或者相应的活性物质组合)具有0.8-20mPas，特别优选1.0-10mPas的粘度。
为了改善施加性能，也可以按照已知方式将本发明试剂配制为低粘度或高粘度含水乳液，其中活性物质组合物-油相的粘度通常保持不变。在此，活性物质的制剂优选作为含水乳液或者添加到混凝土搅拌用水中，以确保尽可能均匀分布。
同样地，本发明的试剂除了活性物质组分之外还可以含有作为附加组分的溶剂、稀释剂或者增溶剂，例如矿物油、汽油烃、醇，特别是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇，还有己二酸二异十三烷基酯、水、乳化剂、流变助剂、视需要还有增稠助剂，例如细分散粘土、沉淀硅石、热解硅石或者它们的相应混合物。
因此，本发明的主题是用于保护钢筋混凝土免于钢筋腐蚀的试剂，其特征在于：所述试剂含有作为组分A的至少一种通式(I)的有机硅烷或者有机硅氧烷或者它们的混合物，
R-SiR1 x(O)yR2 z    (I)，
其中R为具有3-20个碳原子的直链或支化烷基，
R1为具有1-4个碳原子的直链或支化烷基，
R2为羟基或具有1-4个碳原子的直链或支化烷氧基，其中基团R2可以相同或者不同，
x为0、1或2，
y等于0.0-1.5，
z等于0、1、2或3，和
(x+2y+z)＝3。
优选的基于有机硅烷(即通式(I)的有机硅氧烷)的部分缩合物是由例如DE 10056344以及DE 10056343已知的那些。
此外，本发明的主题在于通式(I)的有机硅烷或者有机硅氧烷用于保护钢筋混凝土免于钢筋腐蚀的用途。
通常，本发明试剂还具有优异的存储稳定性。
施加以低粘度至高粘度形式(即膏状形式)或者另外以乳液形式存在的本发明的试剂可以有利地通过喷洒、涂抹、辊涂或者刀涂进行。其中合适的是以多于50g/m2，优选以多于100g/m2，特别优选以多于200g/m2的量施加到混凝土表面。特别是当由于基材的低吸收能力而导致不能以一次加工过程施加理想的活性物质量时，视需要进行多次施加，其中在工艺过程之间有例如2小时至大约2天的干燥时间。
因此，本发明的主题还在于用于降低钢筋混凝土中的钢筋腐蚀的方法，该方法的特征在于，将本发明的试剂施加到钢筋混凝土表面上。
但是，也可以将本发明的试剂在制备混凝土混合物时直接引入到尚未凝固的混凝土中。
因此，本发明的主题还在于本发明的试剂用于抑制混凝土中钢筋腐蚀的用途，其中将本发明的试剂在制备过程期间混入混凝土中。在此已经证实合适的是，特别可以将水基活性物质乳液添加到混凝土的搅拌水中。基于水泥混合物计，优选使用0.5-3重量％的活性物质，即本发明的试剂。
此外，本发明的主题在于受到保护免于钢筋腐蚀的混凝土，其根据权利要求20-26中至少一项获得。
烷基烷氧基硅烷和/或硅氧烷一般用于浸透(疏水化)多孔的矿物性建筑材料。其中该措施的目的在于远离水和其中溶解的有害物质，例如氯化物。与之相反，在本发明情况下以惊人地和有利地方式得知，通过使用特定的含烷基烷氧基硅烷和/或烷基烷氧基硅氧烷的试剂可以显著降低在水泥结合的矿物性建筑材料中钢筋的可由腐蚀电流确定的腐蚀，特别是通过使用本发明试剂可以停止或者至少有效降低已经存在的腐蚀。
此外还发现，通过以本发明方式将本发明的液态抑制剂体系施加到混凝土表面可以显著降低钢筋的腐蚀电流，即使在已经存在主动腐蚀和由于裂缝受损坏的混凝土情况下也是如此。所述液态抑制剂制剂可以直接施加到混凝土表面上。作为施加方法合适的是下列已知方法例如喷洒、喷溅、浇注、辊涂、涂抹等。所述抑制剂制剂也可以借助本身已知的方法配制成乳液和相应地施加。将这些乳液施加到混凝土表面上的合适方式是借助上述的已知方法施加，其中膏状的高粘度乳液也可以刀涂施加。通常应注意的是，可以将足够的产物量渗入到混凝土中，以达到足够的保护效果。当与未受保护的表面相比，可测得的腐蚀电流优选降低超过80％时，通常达到了足够的保护效果。当施加量优选大于200g/m2时，这种保护效果借助本发明的抑制剂体系获得。这通常通过下面方式得以确保，即将全部施加材料渗入到混凝土中。在此特别推荐的是多次施加或者施加高粘度的根据本发明的产品，例如膏状乳液或者通过流变助剂增稠的抑制剂。对于增稠抑制剂合适的例如是细碎的固体物质，比如煅烧硅石、热解硅石或者某些细碎的粘土矿物(例如高岭土)。在使用高粘度的本发明试剂情况下可以以单次加工过程在垂直平面上施加超过200g/m2而不会由于流淌而产生较大量的产物损失。
附图说明
图1是用于测量混凝土中钢筋腐蚀电流的方法的示意图。
具体实施方式
本发明通过下述实施例和对比实施例进行更详细地阐述。
实施例
腐蚀电流测量
腐蚀电流测量可以借助已知方法(例如线性极化方法)进行。这种方法特别适合在建筑工地测量，因为这种测量装置是可携带的(例如James Instruments Inc.的Gecor 6)。
在实验室中根据如下方式测定抑制剂溶液的有效性：
制备特定的钢筋混凝土试块
施加抑制剂
周期性的盐水存储
通过测量跨10欧姆电阻的钢筋之间的电压测量腐蚀。
所述测量方法，参见图1，是根据FHWA(Federal HighwayAdministration，USA)中常规方法的教导设计的。测量方法可以结合实际拟定，其中可以向混凝体试块中施加直到钢筋的人工微小裂缝。
所用混凝土试块的水/水泥比为0.47。所述人工裂缝可以通过在制造试块期间插入厚度为0.03mm的不锈钢薄片而实现。通常在混凝土完全硬化之前取出该薄片，使得产生一直达到钢筋和包括钢筋的总长度的裂缝。各钢筋杆的面积一般为126mm2。钢筋由于腐蚀造成的重量损失与腐蚀电流成正比，该腐蚀电流通过所测得的电压借助欧姆定律确定。因此，所测得的电压和由此确定的腐蚀电流可以充当实际腐蚀的直接量度。因此，例如所测得的电压降低10％意味着单位时间通过腐蚀损失的铁量也降低10％。为了快速达到可测得的结果和模拟实际情况，对试块进行周期性盐水(15重量％的NaCl水溶液)存储试验。这是模拟例如真实的混凝土结构经受露水或海水的情况。试验周期进行48星期。测试周期为在大约20℃于盐水中存储4天(为此，试块仅在其存在人工裂缝的表面与盐水接触)和在大约40℃干燥三天组成。渗入混凝土中的氯化物损害钢筋的钝化层，并在试验过程中导致可测得的腐蚀电流显著升高。除了腐蚀电流之外，还记录了在试块上的全部外部肉眼可见变化。生锈的钢筋在试验中和在实践中均导致脱氨基化、形成裂缝、表面上的棕色生锈条纹直至试块的完全损坏。在48星期的试验时间内还模拟了实践中在大约20-50年(根据负载)遇到的情况。因此所选择的试验可以说是针对实践的。测试结束后裸露出试块的钢筋并对腐蚀情况进行研究。未受保护的混凝土在12星期之后就已经显示出从外部可见的腐蚀痕迹。裸露出的钢筋中的铁已经严重腐蚀。用所要求保护的方法处理的混凝土试块甚至在测试结束(48星期)后也一点没有外部腐蚀，且在裸露出的钢筋铁处没有或者基本上没有可见的腐蚀痕迹。在试验系列中可以证实，要求保护的方法对于已经受氯化物损害的混凝土也起到腐蚀抑制作用。为此对试块进行周期性盐水存储直到发现明显腐蚀。然后将该裂缝损害的负载有氯化物的表面用要求保护的方法处理。测试周期以现在经处理的试块继续进行。令人惊讶地发现，在这种极其严厉的测试条件下所测得的腐蚀电流也大大降低。这意味着：裂缝损害的、负载有氯化物的混凝土可以借助所述方法得到有效保护以免于钢筋腐蚀。
抑制剂混合物的配制和施加：
视需要将烷基烷氧基硅烷或者相应的硅氧烷与氨基官能化合物和羧酸或者羧酸盐相混合。所得混合物是单相的。为了促进而视需要进行搅拌和加速。已经证实在20℃和烷基烷氧基硅烷混合物或烷基烷氧基硅氧烷混合物的沸点之间的温度范围(至大约180℃)混合1分钟直至数小时是合适的。这时可以进行化学反应。在此示例性提及：
R-Si(OR1)3+n(C2H5)NC2H4OH→R-Si(OR1)3-n[(C2H5)NC2H4O]n+nR1OH
R-Si(OR1)3+nR2COOH→R-Si(OR1)3-n(R2COO)n+nR1OH
所得单相混合物通常为液态和低粘度(粘度通常小于10mPas，例如小于5mPas，特别是小于1.5mPas)。为了调节粘度可以额外使用溶剂。合适的溶剂是例如醇、优选乙醇、甲醇或异丙醇或汽油烃例如轻汽油或者溶解石油(
Figure A20071010162100131
)。所述液体抑制剂混合物直接施加到混凝土表面或者按照已知方法配制为水包油乳剂并以水性乳液形式施加到混凝土表面。在水性乳液的情况下，除了低粘度乳液之外也可以使用高粘度乳液。高粘度乳液在有些情况下是有利的，特别是在施加过程中应当施加高的产品量的情况下。对于所述方法而言重要的是，将足够的活性成分量(非溶剂，在乳化的情况下非连续相＝水)渗入到混凝土中。为了达到上述目标，已经证实多次施加是合适的，这意味着将抑制剂制剂多次施加到混凝土表面上。其中应注意测量的干燥时间。在下一次施加开始前，表面必须至少看起来是干燥的。多次重复这种操作方式，直到基材(混凝土)吸收了所需的产品量。在实践中，为了达到至少150g/m2的抑制剂活性成分总量，在常规混凝土条件下要求单次施加1-6次。单次施加的次数取决于混凝土的孔隙率。混凝土越致密，那么要求的单次施加次数越多。混凝土的胶结剂相(Bindemittelphase)的孔隙率通过水/水泥比(w/c)来表征。w/c值越低，水泥的胶结剂相越致密。特别优选的是活性物质吸收量多于200g/m2，最特别优选活性物质吸收量多于400g/m2。
实施例1
用异丁基三乙氧基硅烷和二乙氨基乙醇的混合物处理混凝土。
将980g异丁基三乙氧基硅烷和20g二乙醇胺相混合并在40℃下搅拌30分钟。产物的粘度为1mPas。
用上述液体低粘度腐蚀抑制剂处理对应于图1的具有人工裂缝的大约65天时间的钢筋混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧。为此，以每次180g/m2的施加量喷洒所述表面三次。各次喷洒施加之间的干燥时间均为45分钟。然后在经处理的混凝土表面上提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池(Makrozelle)腐蚀电流借助欧姆定律通过测定的连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。重复盐负载和干燥周期直到达到48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     0.1mA     0.2mA     0.4mA
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间     1星期     12星期     48星期
视觉评价     无变化     无变化     无变化
在试验结束后的裸露钢筋的视觉评价：
没有可辨认的明显腐蚀痕迹。
实施例2
用异丁基三乙氧基硅烷处理混凝土。
用异丁基三乙氧基硅烷处理对应于图1的具有人工裂缝的大约65天时间的钢筋混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧。产品纯度大约为95％(GC WLD面积百分数)。以每次180g/m2的施加量喷洒所述表面三次。各次喷洒施加之间的干燥时间均为45分钟。然后在经处理的混凝土表面上提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池腐蚀电流借助欧姆定律通过测定连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。重复盐负载和干燥周期直到达到48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过在10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     150mA     90mA     180mA
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间     1星期     12星期     48星期
视觉评价     无变化     无变化     无变化
在试验结束后的裸露钢筋的视觉评价：
稍有腐蚀痕迹，局限在钢筋紧邻人工裂缝的位置。
实施例3
用低聚丙基硅氧烷和氨基丙基三乙氧基硅烷的混合物处理混凝土
将980g平均分子量为大约600g/mol和粘度为5mPas的低聚正丙基乙氧基硅氧烷和20g 3-氨基丙基三乙氧基硅烷相混合并在40℃下搅拌30分钟。产物的粘度为大约5mPas。
用上述液体低粘度腐蚀抑制剂处理对应于图1的具有人工裂缝的大约65天时间的钢筋混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧。为此，以每次大约200g/m2的施加量喷洒所述表面三次。各次喷洒施加之间的干燥时间均为90分钟。然后在经处理的混凝土表面提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池腐蚀电流借助欧姆定律通过测定连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。重复盐负载和干燥周期直到达到48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     0.1mA     0.6mA     2.3mA
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间     1星期     12星期     48星期
视觉评价     无变化     无变化     无变化
在试验结束后的裸露钢筋的视觉评价：
在人工裂缝附近有少量腐蚀痕迹。
实施例4
用异丁基三乙氧基硅烷、二乙基氨基乙醇和二壬基萘磺酸的镁盐的混合物处理混凝土
将960g异丁基三乙氧基硅烷和20g二乙基氨基乙醇和20g NA-SUL MG/DITA(在己二酸二异十三烷基酯中的二壬基萘磺酸镁，Lehmann & Voss & Co.)相混合，并在40℃下搅拌30分钟。产物的粘度为大约1.5mPas。
用上述液体低粘度腐蚀抑制剂处理对应于图1的具有人工裂缝的大约65天时间的钢筋混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧。为此，以每次大约150g/m2的施加量喷洒所述表面三次。各次喷洒施加之间的干燥时间均为60分钟。然后在经处理的混凝土表面提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池腐蚀电流借助欧姆定律通过测定连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。重复盐负载和干燥周期直到达到48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     0.4mA     0.1mA     6.4mA
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间     1星期     12星期     48星期
视觉评价     无变化     无变化     无变化
实施例5
用异丁基三乙氧基硅烷和二乙基氨基乙醇的混合物处理负载有氯化物的混凝土
在对应于图1的混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池腐蚀电流借助欧姆定律通过测定连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。在12星期后将现在负载氯化钠的混凝土用对应于实施例1的抑制剂溶液处理，该混凝土根据腐蚀电流测量已经表现出明显的主动腐蚀。将液体产品施加到干燥的混凝土表面上三次。其中每次均施加180g/m2。各次施加之间的干燥时间均为45分钟。然后重复盐负载和干燥周期直到达到总共48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     548mA     292mA     15.1mA
在施加腐蚀抑制剂之后所测得的腐蚀电流显著下降。
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间     1星期     12星期     48星期
视觉评价     无变化   铁锈盐霜 轻微铁锈盐霜
在试验结束后的裸露钢筋的视觉评价：
在钢筋的整个表面有少量腐蚀。
对比实施例1
未经处理的混凝土
在对应于图1的混凝土试块(30×30×18cm)的其上具有沿着钢筋延伸的裂缝的上侧提供有机玻璃边缘。借助塑料密封材料将该有机玻璃边缘密封到混凝土上。向由此形成的槽填充15重量％的NaCl水溶液。大电池腐蚀电流借助欧姆定律通过测定连接在钢筋上面位置和下面位置的10欧姆电阻的电压降确定。所述混凝土试块均在大约20℃下的盐水负载4天之后除去盐溶液，并在大约40℃下将其干燥3天。然后再用NaCl填充有机玻璃边缘和由此开始下一次盐负载周期。重复盐负载和干燥周期直到达到48星期的总试验时间长度。在整个试验时间段记录通过10欧姆电阻上的电压降测得的腐蚀电流。
在测试时间段中腐蚀电流的发展：
试验时间     1星期     12星期     48星期
腐蚀电流     598mA     299mA     540mA
在试验期间和试验结束后混凝土试块的视觉评价
试验时间   1星期   12星期     48星期
视觉评价   无变化 铁锈盐霜 强烈的铁锈盐霜并形成裂纹
在试验结束后的裸露钢筋的视觉评价：
在整个钢筋表面出现强的腐蚀。

Claims (27)

1. 一种用于保护钢筋混凝土免于钢筋腐蚀的试剂，其特征在于：
所述试剂含有作为组分A的至少一种通式(I)的有机硅烷或者有机硅氧烷或者它们的混合物，
R-SiR1 x(O)yR2 z    (I)，
其中R为具有3-20个碳原子的直链或支化烷基，
R1为具有1-4个碳原子的直链或支化烷基，
R2为羟基或具有1-4个碳原子的直链或支化烷氧基，其中基团R2可以相同或者不同，
x为0、1或2，
y等于0.0-1.5，
z等于0、1、2或3，和
(x+2y+z)＝3。
2. 权利要求1的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分A的
n-C3H7Si(OCH3)3，  n-C3H7Si(OC2H5)3，  i-C3H7Si(OCH3)3，  i-C3H7Si(OC2H5)3，
n-C4H9Si(OCH3)3，  n-C4H9Si(OC2H5)3，  i-C4H9Si(OCH3)3，  i-4H9Si(OC2H5)3，
n-C5H11Si(OCH3)3， n-C5H11Si(OC2H5)3， i-C5H11Si(OCH3)3， i-C5H11Si(OC2H5)3，
n-C6H13Si(OCH3)3， n-C6H13Si(OC2H5)3， i-C6H13Si(OCH3)3， i-C6H13Si(OC2H5)3，
n-C8H17Si(OCH3)3， n-C8H17Si(OC2H5)3， i-C8H17Si(OCH3)3， i-C8H17Si(OC2H5)3，
n-C10H21Si(OCH3)3，n-C10H21Si(OC2H5)3，i-C10H21Si(OCH3)3，i-C10H21Si(OC2H5)3，
n-C16H33Si(OCH3)3，n-C16H33Si(OC2H5)3，i-C16H33Si(OCH3)3，i-C16H33Si(OC2H5)3
或者上述一种或多种烷基烷氧基硅烷的部分缩合物，或者上述烷基烷氧基硅烷的混合物，部分缩合物的混合物，或者烷基烷氧基硅烷和部分缩合物的混合物。
3. 权利要求1或2的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为其它组分的至少一种含氨基化合物。
4. 权利要求1-3之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分B的至少一种通式(II)的氨基硅烷或者氨基硅氧烷或者它们的混合物，
R4 2N-(R5-NR)a-R6-Si(R7)bOc(OR8)d    (II)，
其中基团R4相同或不同，且
R4表示氢或者具有1-20个碳原子的直链或支化烷基，
R5表示具有1-20个碳原子的直链或支化亚烷基，
R6表示具有1-20个碳原子的直链或支化亚烷基，
R7表示具有1-4个碳原子的直链或支化烷基，和
R8表示氢或者具有1-4个碳原子的直链或支化烷基，其中基团R8可以相同或不同，
a等于0、1、2、3或4，
b等于0、1或2，
c等于0.0-1.5，
d等于0、1、2或3，且
(b+2c+d)＝3。
5.权利要求1-4的试剂，其特征在于，所述试剂含有0-60重量％的组分B，基于组分A计。
6. 权利要求5的试剂，其特征在于，所述试剂含有0.01-10重量％的组分B，基于组分A计。
7. 权利要求6的试剂，其特征在于，所述试剂含有1-5重量％的组分B，基于组分A计。
8. 权利要求1-7之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分B的NH2(CH2)3Si(O2H5)3、NH2(CH2)3Si(OCH3)3、NH2(CH2)3SiCH3(OC2H5)2、NH2(CH2)3SiCH3(OCH3)2、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、NH2(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OC2H5)3、NH2(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3、NH2(CH2)2N[NH2(CH2)2](CH2)3Si(OCH3)3、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2、NH2(CH2)2NH(CH2)3Si(CH3)(OC2H5)3、C4H9NH(C(CH2)3(OC2H5)3、C4H9NH(CH2)3Si(OCH3)3、[(C2H5O)3Si(CH2)3]2NH、[(C2H5O)3Si(CH2)3]3N、[(CH3O)3Si(CH2)3]2NH、[(CH3O)3Si(CH2)3]3N或者一种或多种上述氨基烷基烷氧基硅烷的部分缩合物，或者所述氨基烷基烷氧基硅烷的混合物、所述部分缩合物的混合物，或者氨基烷基烷氧基硅烷和部分缩合物的混合物。
9. 权利要求1-8之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分C的至少一种羧酸或者羧酸的盐。
10. 权利要求1-9之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分C的二壬基萘磺酸或其碱土金属盐或它们的混合物。
11. 权利要求1-10之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有0-50重量％的组分C，基于组分A计。
12. 权利要求11的试剂，其特征在于，所述试剂含有0.01-10重量％的组分C，基于组分A计。
13. 权利要求12的试剂，其特征在于，所述试剂含有0.5-5重量％的组分C，基于组分A计。
14. 权利要求1-11之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分D的至少一种通式(III)的氨基醇：
HO-CH2-CH2-NR9 2    (IH)，
其中基团R9相同或不同，并且R9表示氢或者具有1-20个碳原子的直链或支化烷基。
15. 权利要求1-14的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为组分D的HO-CH2-CH2-N(CH3)2或者HO-CH2-CH2-N(C2H5)2或者它们的混合物。
16. 权利要求1-15之一的试剂，其特征在于，其中所述试剂含有作为用于抑制钢筋混凝土中的钢筋腐蚀的活性成分或者活性成分组合的组分A和B，或者组分A和C，或者组分A和D，或者组分A、B和C，或者组分A、B和D，或者组分A、B、C和D。
17. 权利要求1-16之一的试剂，其特征在于，使用组分A、B、C和/或D作为低粘度或者高粘度含水乳液的油相。
18. 权利要求1-17之一的试剂，其特征在于，所述试剂本身或者其中所含活性成分或者其中所含的活性成分组合是低粘度的。
19. 权利要求1-18之一的试剂，其特征在于，所述试剂含有作为其它组分的己二酸二异十三烷基酯、矿物油、汽油烃、醇、水、乳化剂、流变助剂、增稠助剂或者它们的混合物。
20. 用于降低钢筋混凝土中的钢筋腐蚀的方法，其特征在于，将根据权利要求1-19之一的试剂施加到钢筋混凝土表面上。
21. 权利要求20的方法，其特征在于，所述试剂的施加通过喷洒、涂抹、辊涂或刀涂进行。
22. 权利要求20或21的方法，其特征在于，以超过50g/m2的量将所述试剂施加到混凝土表面上。
23. 权利要求22的方法，其特征在于，以超过100g/m2的量将所述试剂施加到混凝土表面上。
24. 权利要求23的方法，其特征在于，以超过200g/m2的量将所述试剂施加到混凝土表面上。
25. 根据权利要求1的通式(I)的有机硅烷或者有机硅氧烷用于保护钢筋混凝土免于钢筋腐蚀的用途。
26. 根据权利要求1-19的试剂用于抑制混凝土中钢筋腐蚀的用途，其中在制造过程期间将所述试剂施加到混凝土中。
27. 根据权利要求20-26之一的得到的混凝土。
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