CN102432220B

CN102432220B - 有机复合型钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102432220B
Application number: CN 201110266609
Authority: CN
Inventors: 张鸿; 李遵云; 杨林; 屠柳青; 雷宇芳
Original assignee: CCCC Second Harbor Engineering Co; CCCC Wuhan Harbour Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: CCCC Second Harbor Engineering Co; CCCC Wuhan Harbour Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: CN102432220A

Abstract

本发明公开了一种有机复合型钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法，它是将包括羧酸醇胺盐，与单氟磷酸钠、阴离子表面活性剂、水，按重量百分比羧酸醇胺盐30％～40％，单氟磷酸钠5％～10％、阴离子表面活性剂0.1％～0.5％，其余为水，百分之百重量混合均匀得到。本发明在混凝土中具有良好的扩散性能，能同时作用钢筋的阴极和阳极，与钢筋结合形成稳定的螯合环，具有优异的阻锈性能。另外，阻锈剂中的阴离子还会与混凝土中的钙离子结合形成沉淀，可堵塞混凝土内的毛细孔，提高混凝土的抗氯离子渗透性能。

Description

有机复合型钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术，具体涉及一种钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法。

背景技术

钢筋锈蚀引起混凝土结构的过早破坏，已成为当今世界的重大问题。造成钢筋锈蚀的主要原因是混凝土的碳化和氯离子侵蚀。在高碱度条件下，钢筋表面会形成致密的氧化物膜，使钢筋表面处于钝化状态而受到保护。但当钢筋混凝土在使用环境中受到CO2侵蚀，使孔隙液中碱度降低到一定程度，或混凝土中钢筋表面的氯盐浓度高于某一临界值时，钢筋表面的钝化膜就会破坏而发生腐蚀。钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构物耐久性的首要因素。防止钢筋锈蚀的技术措施有多种，在提高混凝土密实性的基础上，掺用钢筋阻锈剂是最通常使用的方法，而且是最简单、经济和效果好的技术措施。

无机亚硝酸盐阻锈剂是混凝土中研究最早的一种阻锈剂，该阻锈剂能显著降低钢筋的活性及腐蚀速率，并已广泛应用于大量钢筋混凝土结构的耐久性保护。但因其为典型的氧化型阻锈剂，在保护钢筋的同时，亚硝酸盐自身不断被消耗，掺量不足时可能会促进钢筋的腐蚀。另外，亚硝酸盐是有毒物质，在一些欧洲国家已被禁止使用。而有机钢筋阻锈剂因其毒性低，环境友好而受到人们的广泛关注。有机钢筋阻锈剂可以利用混凝土的多孔结构，通过在混凝土孔隙间，以气液双相扩散到达钢筋表面，形成有效的保护膜，从而阻止腐蚀产物及与腐蚀反应相关的物质在钢筋/混凝土界面的自由扩散，达到抑制腐蚀的效果。但现有的有机阻锈剂大多是醇胺类物质与其它物质的简单混合、复配使用，这类阻锈剂易挥发，稳定性较差，其在混凝土中的长期阻锈效果得不到保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机复合型钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法，以弥补现有有机钢筋阻锈剂的缺陷。

本发明的方法的技术方案是：有机复合型钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，它是将包括羧酸醇胺盐，与单氟磷酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂、水，按重量百分比羧酸醇胺盐30％～40％，单氟磷酸钠5％～10％、阴离子表面活性剂0.1％～0.5％，消泡剂0.01％～0.5％，其余为水，百分之百重量混合均匀得到；所述羧酸醇胺盐的制备是将有机酸、醇胺与水按摩尔质量比：1∶1.2～1.5∶6～15混合(优选比为摩尔质量比：1∶1.2～1.5∶7～13)，加热至50～60℃，搅拌反应2～3小时后制备而成，所述有机酸为氨基苯甲酸、对甲基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、葡萄糖酸中的一种或几种；所述醇胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺和N，N-二乙基丙醇胺中的一种或几种。

所述阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、月桂酰基肌氨酸钠中的一种或几种。

消泡剂采用聚醚消泡剂。

本发明的阻锈剂的技术方案是：复合型钢筋混凝土阻锈剂，原料包括羧酸醇胺盐，单氟磷酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂、水，原料重量百分比为：羧酸醇胺盐30％～40％，与单氟磷酸钠5％～10％、阴离子表面活性剂0.1％～0.5％，消泡剂0.01％～0.5％，其余为水，百分之百重量；所述羧酸醇胺盐的制备是将有机酸、醇胺与水按摩尔质量比：1∶1.2～1.5∶6～15混合，加热至50～60℃，搅拌反应2～3小时后制备而成，所述有机酸为氨基苯甲酸、对甲基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、葡萄糖酸中的一种或几种；所述醇胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺和N，N-二乙基丙醇胺中的一种或几种。

上述有机酸的使用可以是氨基苯甲酸、对甲基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、葡萄糖酸中的一种，或两种的组合，或三种的组合。

上述醇胺的使用可以是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺和N，N-二乙基丙醇胺中的一种，或两种的组合，或三种的组合。

原料中还包括消泡剂，消泡剂重量百分含量是0.01％～0.5％。

所述消泡剂采用聚醚消泡剂。

本发明在混凝土中具有良好的扩散性能，能同时作用于钢筋的阴极和阳极，与钢筋结合形成稳定的螯合环，具有优异的阻锈性能。另外，阻锈剂中的阴离子还会与混凝土中的钙离子结合形成沉淀，可堵塞混凝土内的毛细孔，提高混凝土的抗氯离子渗透性能。更为关键的是本发明以羧酸醇胺盐的形式实现阻锈，它具有水溶性好、不挥发的特点，能稳定存在于混凝土中，保证了阻锈剂在混凝土中的有效浓度。

附图说明

图1为钢筋电极在含实施例1的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图2为钢筋电极在含实施例2的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图3为钢筋电极在含实施例3的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图4为钢筋电极在含实施例4的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图5为钢筋电极在含实施例5的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图6为钢筋电极在含实施例6的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图7为钢筋电极在含实施例7的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

图8为钢筋电极在含实施例8的硬化砂浆中的阳极极化电位随时间的变化曲线。

具体实施方式

实施例1

称取乙醇胺180克，苯甲酸300克，水320克(摩尔质量比是1.2∶1∶7.2)，加入玻璃容器中，加热至50℃，搅拌反应2个小时，既得羧酸醇胺盐溶液.

称取500克羧酸醇胺盐溶液、65克单氟磷酸钠、4克十二烷基苯磺酸钠和3克聚醚消泡剂溶于428克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂1。

实施例2

称取N，N-二甲基乙醇胺230克，苯甲酸240克，水313克(摩尔质量比是1.3∶1∶8.8)，加入玻璃容器中，加热至60℃，搅拌反应2个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取500克羧酸醇胺盐溶液、60克单氟磷酸钠、3克十二烷基苯磺酸钠和2克聚醚消泡剂溶于435克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂2。

实施例3

称取N，N-二甲基乙醇胺220克，苯甲酸120克，水杨酸130克，水320克(摩尔质量比是2.5∶1∶1∶18.1)，加入玻璃容器中，加热至60℃，搅拌反应2.5个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取590克羧酸醇胺盐溶液、60克单氟磷酸钠、3克十二烷基苯磺酸钠和2克消泡剂溶于345克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂3。

实施例4

称取三乙醇胺194克，氨基苯甲酸140克，水223克(摩尔质量比是1.3∶1∶12.4)，加入玻璃容器中，加热至50℃，搅拌反应2个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取500克羧酸醇胺盐溶液、60克单氟磷酸钠、1克月桂酰基肌氨酸钠和0.1克消泡剂溶于438.9克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂4。

实施例5

称取乙醇胺116克，N，N-二乙基丙醇胺118克，氨基苯甲酸275克，水339克(摩尔质量比是1.9∶0.9∶2∶18.8)，加入玻璃容器中，加热至50℃，搅拌反应3个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取500克羧酸醇胺盐溶液、50克单氟磷酸钠、1克月桂酰基肌氨酸钠和0.1克消泡剂溶于448.9克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂5。

实施例6

称取N-丁基乙醇胺152克，N，N-二乙基丙醇胺144克，对甲基苯甲酸272克，水379克(摩尔质量比是1.3∶1.1∶2∶21)，加入玻璃容器中，加热至60℃，搅拌反应2.5个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取500克羧酸醇胺盐溶液、55克单氟磷酸钠、1克月桂酰基肌氨酸钠和0.1克消泡剂溶于443.9克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂6。

实施例7

称取N-丁基乙醇胺152克，N，N-二乙基丙醇胺144克，对甲基苯甲酸136克，苯甲酸122克，水369克(摩尔质量比是1.3∶1.1∶1∶1∶20.5)，加入玻璃容器中，加热至60℃，搅拌反应2.5个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取500克羧酸醇胺盐溶液、50克单氟磷酸钠、1克月桂酰基肌氨酸钠和0.1克消泡剂溶于448.9克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂7。

实施例8

称取三乙醇胺149克，N-乙基乙醇胺178克，葡萄糖酸196克，氨基苯甲酸137克，水440克(摩尔质量比是1∶2∶1∶1∶24.4)，加入玻璃容器中，加热至60℃，搅拌反应2.5个小时，既得羧酸醇胺盐溶液。

称取650克羧酸醇胺盐溶液、50克单氟磷酸钠、3克十二烷基磺酸钠和0.1克消泡剂溶于348.9克水中，搅拌均匀，既得有机复合型钢筋混凝土阻锈剂8。

参照《钢筋混凝土阻锈剂》(JT/T 537-2004)中的硬化砂浆阳极极化试验，砂浆配比为w_(水)∶w_(水泥)∶w_(砂)＝0.5∶1∶2.2，氯盐和各阻锈剂掺量分别为水泥质量的2％和4％，实验结果如图1至8所示。

掺入各种阻锈剂后，试件的极化曲线迅速上升，随后电位基本保持不变，说明有机复合型阻锈剂能有效抑制氯盐对混凝土中钢筋的腐蚀。

Claims

1.一种有机复合型钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，它是将包括羧酸醇胺盐，与单氟磷酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂、水，按重量百分比羧酸醇胺盐30%~40%，与单氟磷酸钠5%~10%、阴离子表面活性剂0.1%~0.5%，消泡剂0.01%~0.5%，其余为水，百分之百重量混合均匀得到；所述羧酸醇胺盐的制备是将有机酸、醇胺与水按摩尔比：1:1.2~1.5:6~15混合，加热至50~60℃，搅拌反应2~3小时后制备而成，所述有机酸为氨基苯甲酸、对甲基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、葡萄糖酸中的一种或几种；所述醇胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺和N,N-二乙基丙醇胺中的一种或几种。

2.如权利要求1所述有机复合型钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，其特征是所述阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、月桂酰基肌氨酸钠中的一种或几种。

3.如权利要求1所述有机复合型钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，其特征是消泡剂采用聚醚消泡剂。

4.一种有机复合型钢筋混凝土阻锈剂，原料包括羧酸醇胺盐，单氟磷酸钠、阴离子表面活性剂、消泡剂、水，原料重量百分比为：羧酸醇胺盐30%~40%，与单氟磷酸钠5%~10%、阴离子表面活性剂0.1%~0.5%，消泡剂0.01%~0.5%，其余为水，百分之百重量；所述羧酸醇胺盐的制备是将有机酸、醇胺与水按摩尔比：1:1.2~1.5:6~15混合，加热至50~60℃，搅拌反应2~3小时后制备而成，所述有机酸为氨基苯甲酸、对甲基苯甲酸、水杨酸、苯甲酸、葡萄糖酸中的一种或几种；所述醇胺是乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、N-丁基乙醇胺和N,N-二乙基丙醇胺中的一种或几种。

5.如权利要求4所述有机复合型钢筋混凝土阻锈剂，其特征在于：所述消泡剂采用聚醚消泡剂。

6.如权利要求4所述有机复合型钢筋混凝土阻锈剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、月桂酰基肌氨酸钠中的一种或几种。