CN102584077A - 负载型钢筋阻锈剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种负载型钢筋阻锈剂及其制备方法，其中负载型钢筋阻锈剂以水滑石或煅烧水滑石或类水滑石为载体，以成膜型阻锈剂为负载。本发明的负载型钢筋阻锈剂的阻锈效果好。

Description

负载型钢筋阻锈剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体地说是一种负载型钢筋阻锈剂及其制备方法。

背景技术

钢筋混凝土结合了钢筋与混凝土的优点，并且造价低，成为当今使用最广泛的建筑材料。但因钢筋锈蚀造成建筑物损坏，给国内外造成重大经济损失。控制混凝土钢筋锈蚀的方法包括采用耐蚀钢筋、阴极保护、涂(镀)层钢筋、混凝土表层涂覆和钢筋阻锈剂等，其中在混凝土中掺加钢筋阻锈剂效果显著、施工简便和经济有效，是防止钢筋锈蚀的最常用技术措施。据报道，1993年之前，全世界仅有2000万方的混凝土使用了钢筋阻锈剂，而到了1998年，至少有5亿方的混凝土使用了钢筋阻锈剂。钢筋阻锈剂作为提高混凝土结构耐久性的重要方法之一，得到了越来越多的应用和研究。

防止混凝土中钢筋腐蚀的措施，可分为基本措施和附加措施。基本措施主要从提高混凝土自身对钢筋的保护能力着手，如采用高性能混凝土、适当增加混凝土保护层厚度等。工程应用中，一般尚需采取适当的附加措施，包括：电化学防护法(阴极保护)、采用涂层钢筋、混凝土表面涂层保护以及添加钢筋阻锈剂等。上述措施各有特点与利弊，而钢筋阻锈剂则被证明是最简单经济和效果明显的技术措施。

前苏联、日本和美国是最早使用钢筋阻锈剂的国家。早期的钢筋阻锈剂产品主要包括亚硝酸钠、苯甲酸钠和铬酸盐等。但这些阻锈剂对混凝土的凝结时间、早期强度和后期强度都有不同程度的负面影响。亚硝酸盐类阻锈剂属于阳极型缓蚀剂，只有在用量足够时才有缓蚀效果，否则会引起严重的局部腐蚀，给结构带来隐患。此外，由于亚硝酸钙致癌，瑞士和德国等很多国家已经禁止使用。

由于无机亚硝酸盐阻锈剂在环保方面的问题，20世纪80年代以来有机阻锈剂得到很大发展。掺入型有机钢筋阻锈剂通常有胺类、醛类、炔醇类、有机磷化合物、有机硫化合物、羧酸及其盐类、磺酸及其盐类、杂环化合物等。

但现有的阻锈剂要么原料价格昂贵，要么破坏混凝土强度，要么阻锈效果较差，或对环境有害，并且普遍存在前期阻锈剂消耗过多，耐蚀能力过剩，造成不必要的消耗，而后期耐蚀能力不足的情况，从而推广使用受到极大的限制。

鉴于上述现有阻锈剂存在的缺陷，本发明人积极加以研究和创新，已发明一种负载型钢筋阻锈剂，以期解决现有技术存在的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种负载型钢筋阻锈剂，本发明的负载型钢筋阻锈剂解决了阻锈剂前期消耗过多而造成前期耐蚀能力过剩，而后期耐蚀能力不足的情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

负载型钢筋阻锈剂，其以水滑石或煅烧水滑石或类水滑石为载体，以成膜型阻锈剂为负载。

进一步，所述成膜形阻锈剂由下述质量百分比的原料组成：

进一步，其中磷酸三乙醇胺、二乙二醇和2-氨基丙酸至少占总量的30％。

进一步，所述成膜型阻锈剂由下述质量百分比的原料组成：

进一步，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠或硬脂酸镁。

本发明的另一目的为提供一种上述负载型钢筋阻锈剂的制备方法，该方法制得的负载型钢筋阻锈剂具有阻锈效果好的特点。其技术方案如下：

一种上述负载型钢筋阻锈剂的制备方法，将成膜型阻锈剂与水滑石或煅烧水滑石或类水滑石混合即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的负载型钢筋阻锈剂采用了水滑石或煅烧水滑石或类水滑石为载体，由于氯离子强烈的电负性，水滑石或煅烧水滑石或类水滑石对其的吸附作用非常强，因此当氯离子向混凝土内部扩散时，被水滑石或煅烧水滑石或类水滑石吸附，而水滑石或煅烧水滑石或类水滑石则因为吸附氯离子而释放出预先吸附的成膜型阻锈剂，随着氯离子被吸附得越多，则成膜型阻锈剂就被释放得越多，钢筋的耐蚀效果就提高，这样就达到了一个动态平衡，随着氯离子浓度的增加而膜的耐蚀能力不断提高，减少了现有技术中的成膜型阻锈剂前期不必要的消耗，改变了现有技术中成膜型阻锈剂前期耐蚀能力过剩，后期耐蚀能力不足的情况。同时水滑石或煅烧水滑石或类水滑石对氯离子的强烈吸附作用也将明显降低氯离子的渗透性从对钢筋起到保护作用。

附图说明

图1为本发明的负载型钢筋阻锈剂进行动电位极化试验的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

由于成膜型阻锈剂种类繁多，在此不再一一举例，下面仅以优选的成膜型阻锈剂为例对本发明进行说明。在本发明中负载与载体的比例可根据具体情况确定，一般负载的量为载体的吸附量的120％以内，超过吸附量的部分可以作为前期消耗。当然，并不排除其他比例的用量。

实施例一：

称取磷酸三乙醇胺120g、二乙二醇100g、2-氨基丙酸120g和硬脂酸钠60g，上述原料依次加入到600g水中，搅拌均匀获得成膜型阻锈剂。按100∶20的质量比称取该成膜型阻锈剂和作为载体的水滑石，然后混合均匀，即得本发明的负载型钢筋阻锈剂。

实施例二：

称取磷酸三乙醇胺280g、二乙二醇180g、2-氨基丙酸40g和硬脂酸钠50g，上述原料依次加入到450g水中，搅拌均匀获得成膜型阻锈剂。按100∶30的质量比称取该成膜型阻锈剂和作为载体的煅烧水滑石，然后混合均匀，即得本发明的负载型钢筋阻锈剂。

实施例三：

称取磷酸三乙醇胺200g、二乙二醇80g、2-氨基丙酸120g和硬脂酸钠80g，上述原料依次加入到520g水中，搅拌均匀获得成膜型阻锈剂。按100∶25的质量比称取该成膜型阻锈剂和作为载体的类水滑石，混合均匀后，即得本发明的负载型钢筋阻锈剂。

实施例四：

称取磷酸三乙醇胺100g、二乙二醇80g、2-氨基丙酸40g和硬脂酸镁80g，上述原料依次加入到700g水中，搅拌均匀获得成膜型阻锈剂。按100∶20的质量比称取该成膜型阻锈剂和作为载体的水滑石，混合均匀后，即得本发明的负载型钢筋阻锈剂。

本发明中的载体均为粉末状。

下面通过相关的试验验证本发明的负载型钢筋阻锈剂的效果。

实验一，盐水浸渍试验

将HPB235钢筋加工成直径为10mm、长度为50mm的表面粗糙度为Ra6.3μm的试棒。配制含1.15％NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液。将上述溶液装入五个磨口玻璃瓶中，其中1号瓶中的溶液未添加阻锈剂，作为对比样。2号瓶、3号瓶、4号瓶和5号瓶中分别为加入整个溶液量2.2％(质量百分比，以成膜型阻锈剂质量计。)的实施例一、实施例二、实施例三和实施例四的负载型钢筋阻锈剂。玻璃瓶中各放入两个试棒，在第1、3、5、7天分别观察试棒表面有无锈蚀发生，并测其最终失重量，及同一瓶内的两根钢筋之间的自然电位。(失重量是试棒质量损失减去试棒酸洗空白试验的质量损失平均值。)下表1为7天后试验样品的失重量、外表形态及同一瓶内的两根钢筋之间的自然电位。

表1

经过7天的试验，在对比试棒的表面呈现黄褐色的腐蚀产物，且瓶底清晰可见试棒被锈蚀后的锈迹，同时试液浑浊，锈末漂浮其中。添加本发明实施例的负载型钢筋阻锈剂的试液中的试棒表面未见锈蚀现象，试液清澈。且通过表1中的失重和腐蚀电位数据也可以说明本发明的负载型钢筋阻锈剂有良好的阻锈效果。

实验二动电位极化试验

将同实验一中的HPB235钢筋切割成长为1cm的试验试样。在每个试验试样的末端焊上铜线，环氧树脂封样，每个试验试样留取的工作面为0.44cm²，用200#、600#、800#砂纸逐级打磨，用丙酮去除工作面表面油脂，去离子水冲洗干燥后待用。试验采用Corrtest腐蚀电化学测试系统，钢筋试验试样为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，辅助电极为铂电极。测试前，试验试样在溶液中稳定30min，然后将试验试样放入配制好的同实验一所示的5种试验溶液。极化曲线扫描范围为-800mV到1000Mv，扫描速率为1mV/s，试验结果见图1。通过图1看出，添加本发明的负载型钢筋阻锈剂后，试验试样的腐蚀电位正移，腐蚀电流减小，说明改善了钢筋的抗蚀性能，有效保护了钢筋。

实验三氯离子吸附量测定试验

配制氯离子浓度为0.1mol·l^-1的混凝土孔隙模拟液(主要成分为氢氧化钙饱和溶液)。将该混凝土孔隙模拟液分为2份，分别向其中加入占混凝土孔隙模拟液量10％的本发明实施例四的负载型钢筋阻锈剂及市售的普通亚硝酸盐类钢筋阻锈剂，加入后搅拌10h，过滤，留取两种钢筋阻锈剂处理后的混凝土孔隙模拟液待测。用氯离子选择性电极分别测定经过上述两种钢筋阻锈剂处理后的混凝土孔隙模拟液的氯离子浓度。添加本发明负载型钢筋阻锈剂处理后的混凝土孔隙模拟液的氯离子浓度由0.1mol·l^-1下降为0.038mol·l^-1，去除率达到62％。添加市售的普通亚硝酸盐类钢筋阻锈剂处理后的混凝土孔隙模拟液的氯离子浓度未有变化。这说明本发明的负载型钢筋阻锈剂能吸附氯离子，有效降低混凝土孔隙模拟液中的氯离子浓度，对钢筋混凝土的腐蚀有抑制作用。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.负载型钢筋阻锈剂，其特征在于，其以水滑石或煅烧水滑石或类水滑石为载体，以成膜型阻锈剂为负载。

2.根据权利要求1所述的负载型钢筋阻锈剂，其特征在于，所述的成膜型阻锈剂由下述质量百分比的原料组成：

3.根据权利要求2所述的负载型钢筋阻锈剂，其特征在于，其中磷酸三乙醇胺、二乙二醇和2-氨基丙酸至少占总量的30％。

4.根据权利要求2所述的负载型钢筋阻锈剂，其特征在于，所述的成膜型阻锈剂由下述质量百分比的原料组成：

5.根据权利要求2所述的负载型钢筋阻锈剂，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠或硬脂酸镁。

6.一种权利要求1-5所述的负载型钢筋阻锈剂的制备方法，其特征在于，将成膜型阻锈剂与水滑石或煅烧水滑石或类水滑石混合即可。

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