CN105801446B - 一种混凝土阻锈剂的制备方法 - Google Patents

一种混凝土阻锈剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105801446B
CN105801446B CN201610123473.XA CN201610123473A CN105801446B CN 105801446 B CN105801446 B CN 105801446B CN 201610123473 A CN201610123473 A CN 201610123473A CN 105801446 B CN105801446 B CN 105801446B
Authority
CN
China
Prior art keywords
concrete
resistant agent
corrosion resistant
preparation
corrosion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610123473.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105801446A (zh
Inventor
钱珊珊
张岭
丁蓓
王毅
姜海东
郑春扬
郭兆来
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Olite New Materials Co., Ltd.
Original Assignee
Jiangsu China Railway ARIT New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu China Railway ARIT New Materials Co Ltd filed Critical Jiangsu China Railway ARIT New Materials Co Ltd
Priority to CN201610123473.XA priority Critical patent/CN105801446B/zh
Publication of CN105801446A publication Critical patent/CN105801446A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105801446B publication Critical patent/CN105801446B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/122Hydroxy amines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D251/00Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings
    • C07D251/02Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings
    • C07D251/12Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D251/26Heterocyclic compounds containing 1,3,5-triazine rings not condensed with other rings having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hetero atoms directly attached to ring carbon atoms
    • C07D251/40Nitrogen atoms
    • C07D251/54Three nitrogen atoms
    • C07D251/70Other substituted melamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/61Corrosion inhibitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及一种混凝土阻锈剂的制备方法,将多胺基类有机小分子与葡萄糖衍生物在催化剂作用下反应,即得到所需的混凝土阻锈剂;本发明合成工艺简单,制备的阻锈剂用量少,与水泥适应性好且对混凝土性能无不利影响,可广泛应用于海港、铁路、沿海建筑、民用建筑等工程的新拌钢筋混凝土结构中,可在钢筋表面形成一层致密的化学吸附膜,减缓腐蚀介质向混凝土内的渗透,从而隔绝混凝土孔溶液中的腐蚀介质和氧气直接与钢筋接触,使电化学腐蚀不能进行。显著提升混凝土的耐久性能及混凝土综合抗腐蚀的能力,延长建筑物的使用年限,可以带来显著的经济和社会效益。

Description

一种混凝土阻锈剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种水泥混凝土用阻锈剂,属于建筑材料技术领域,特别涉及到一种多羟基胺类化合物的制备方法。
背景技术
随着建筑行业的发展,钢筋混凝土是目前应用最为广泛的建筑材料,保护其不受破坏意义特别重大。而影响混凝土耐久性的主要因素是混凝土结构中钢筋的腐蚀,预防和控制钢筋的锈蚀是保证结构服役安全性和耐久性的关键。正常情况下,由于混凝土内部的强碱性环境,钢筋表面会形成一层氧化膜,不会有锈蚀现象发生。但在海洋环境、除冰盐、盐碱地等苛刻条件下,混凝土中钢筋通常会出现严重的腐蚀,并导致混凝土开裂、结构承载力下降,从而造成巨大的经济损失。目前防止混凝土中钢筋锈蚀的处理方法主要包括:钢筋表面涂覆层(环氧树脂,镀锌层等)、阴极保护、电化学除氯以及使用阻锈剂等。其中阻锈剂被认为是应用最有效,经济且方便、效果较好的混凝土保护方法之一。
专利CN102765898B报道了一种混凝土阻锈剂及其制备方法。该方法阻锈剂为一种具备1-二羟乙基氨基-3-烷基氨基-2-丙醇结构的化合物,其由两步反应制得:先由环氧衍生物和二乙醇胺在催化剂的作用下进行反应,反应后的产物再与有机胺反应,将得到的产物经中和、蒸馏和抽滤,所得液体即为该发明的阻锈剂。该发明合成制备的阻锈剂具有高效阻锈、绿色环保、分散性好等优点,且对混凝土性能没有任何不利影响。但是存在工艺复杂、操作繁琐、制备成本高、反应条件苛刻且产物产率低、其所用的环氧衍生物引入一定量的卤素对混凝土中的钢筋存在锈蚀隐患等缺点。
专利CN102516095A报道了一种含多元氨基醇类化合物的制备方法以及作为混凝土阻锈剂的应用。所述含多元氨基醇类化合物用作混凝土阻锈剂由环氧衍生物和有机胺在催化剂作用下反应得到,可以提高与铁原子的吸附能力、防止阻锈剂的挥发散失,提高耐腐蚀性能。但是存在工艺复杂、反应条件苛刻、制备成本高,其所用的环氧衍生物和催化剂都含有一定量的卤素对混凝土中的钢筋存在锈蚀隐患等缺点。
多数专利中描述的混凝土阻锈剂主要主要是胺、醇胺、氨基羧酸盐,以及与之类似的其他化学物质。这些分子中大多只有单吸附中心,且单纯依靠羟基络合吸附存在羟基含量过高会促进多羟基化合物与铁原子的络合,加速铁溶解的缺陷。这类阻锈剂在应用过程中挥发损失大,有效利用率以及阻锈长效性受较大影响,因而导致实际所需使用量大,应用成本高。
发明内容
本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种混凝土阻锈剂的制备方法,本发明可以提高与铁原子的吸附能力、防止阻锈剂的挥发散失,提高耐腐蚀性能。
本发明的技术方案为:一种混凝土阻锈剂的制备方法,其具体步骤如下:将多胺基类有机小分子与葡萄糖衍生物在催化剂作用下,在50-80℃下反应2~4h,即得到所需的混凝土阻锈剂;其中多胺基类有机小分子、葡萄糖酸衍生物与催化剂的摩尔比为1:(2~6):(0.01~0.03)。
优选所述的多胺基类有机小分子为乙二胺、对苯二胺、癸二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基戊二胺、新戊二胺、三聚氰胺或二亚乙基三胺的一种或两种以上组合。
优选所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺、N,N’-二乙基哌嗪或N,N’-二甲基吡啶的一种或两种以上组合。
优选所述的葡萄糖酸衍生物为葡萄糖酸内酯(DGAL)或葡萄糖酸的一种或两种以上组合。
本专利采用的方法反应迅速且产率高效率高,操作简单。本发明是葡萄糖衍生物与多胺基类有机小分子反应合成多羟基胺类化合物,工艺简单,所设计的分子中带有多个N原子以及多个醇羟基,羟基可以作为碱性氯盐介质中有效的吸附基团,提高钢筋的耐腐蚀性能。分子中的氮原子能够与钢筋基吸附更为稳定,所形成的保护膜更为致密,从而提高钢筋的耐腐蚀性能。
有益效果:
1.本发明所利用的原料来源丰富,各步骤都已经工业化,方法成熟。
2.本发明所制备的阻锈剂,所设计的分子中带有多个N原子以及多个醇羟基,羟基可以作为碱性氯盐介质中有效的吸附基团,提高钢筋的耐腐蚀性能。分子中的氮原子能够与钢筋基吸附更为稳定,所形成的保护膜更为致密,从而提高钢筋的耐腐蚀性能。
3.本发明所制备的阻锈剂,既作为掺入型钢筋混凝土阻锈剂,又可溶解于拌合水中应用到新拌混凝土中或掺入到修补砂浆中的灌浆料使用,在混凝土中掺量相对胶凝材料为0.3%-1.5%。本发明的阻锈剂的阻锈效率可达95%以上,最高甚至达到98。5%左右。
4.本发明方法在制备的阻锈剂产品整个制备过程中安全可靠、合成工艺简单、实施方便,绿色环保等优点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。
实施例1
将10mol乙二胺与20mol葡萄糖酸内酯(DGAL),在50℃加入0.3mol N,N-二甲基环己胺反应4h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例2
将10mol对苯二胺与22mol葡萄糖酸,在70℃加入0.2mol双(2-二甲氨基乙基)醚反应3h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例3:
将10mol癸二胺与20mol葡萄糖酸内酯(DGAL),在60℃加入0.1mol N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺反应3.5h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例4:
将10mol 1,3-丙二胺与20mol葡萄糖酸,在80℃加入0.3mol三乙胺反应2h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例5:
将10mol 1,4-丁二胺与20mol葡萄糖酸内酯(DGAL),在50℃加入0.2mol N,N-二甲基苄胺反应4h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例6:
将10mol 1,5-戊二胺与20mol葡萄糖酸,在60℃加入0.1mol N,N-二甲基苄胺反应3h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例7:
将10mol 2-甲基戊二胺与20mol葡萄糖酸内酯(DGAL)在0.3mol三乙醇胺,在65℃加入反应2.5h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例8:
将10mol新戊二胺与20mol葡萄糖酸,在70℃加入0.1mol N,N’-二乙基哌嗪反应3.5h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例9:
将10mol三聚氰胺与60mol葡萄糖酸内酯(DGAL),在75℃加入0.1mol N,N’-二甲基吡啶反应2.5h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
实施例10:
将10mol二亚乙基三胺与20mol葡萄糖酸,在80℃加入0.2molN,N’-二乙基哌嗪反应2h后即得到所需的混凝土阻锈剂。
性能测试
1.对混凝土性能的影响
参照GB/T8076-2008《混凝土外加剂》中规定制备混凝土,用于测试阻锈剂对混凝土性能的影响。其中,基准水泥用量330kg/m3,水胶比0.55,阻锈剂掺量为2kg/m3,砂、石子及砂率均满足标准要求。测试掺入实施例1~10阻锈剂对混凝土凝结时间及强度的影响,见表1。
表1 对混凝土性能的影响
2.防腐阻锈性能测试
配制饱和氢氧化钙溶液,向其中加入0.3mol/L NaCl作为对比溶液。分别向对比溶液中添加质量分数为1%的实施例作为钢筋耐腐蚀性能测试的溶液体系。采用三电极体系进行测试。选用圆柱状Q235钢筋,周围用环氧树脂包封,留1cm2工作面积,用600#,1000#,2000#砂纸打磨并抛光,之后泡于丙酮中超声15min,吹干后用作工作电极,铂电极作对电极,饱和甘汞电极作参比电极。测试对比溶液及实施例1~10阻锈剂溶液中工作电极的线性极化电阻随时间变化,分别记为Rp、R’p,根据η=R’p-RP/R’p计算浸泡7天后阻锈剂的缓蚀效率,测试结果见表2。
表2 阻锈效果
从试验结果可以看出,本发明实施例在高氯盐浓度情况下都表现出明显的阻锈效果。浸泡7天后,阻锈效率都在92%以上,部分达到98.8%。证明本发明的多羟基胺类化合物类阻锈剂在氯盐环境中能很好的保护钢筋,极大限度的减缓钢筋锈蚀的发生,同时大量的羟基有利于阻锈剂在混凝土中的分散性能,降低阻锈剂对混凝土拌合性能的影响。

Claims (1)

1.一种混凝土阻锈剂的制备方法,其具体步骤如下:将多胺基类有机小分子与葡萄糖衍生物在催化剂作用下,在50-80℃下反应2~4h得到多羟基胺类化合物,即得到混凝土阻锈剂;其中多胺基类有机小分子、葡萄糖酸衍生物与催化剂的摩尔比为1:(2~6):(0.01~0.03);其中所述的多胺基类有机小分子为乙二胺、对苯二胺、癸二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、2-甲基戊二胺、新戊二胺、三聚氰胺或二亚乙基三胺的一种或两种以上组合;所述的催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺、N,N’-二乙基哌嗪或N,N’-二甲基吡啶的一种或两种以上组合;所述的葡萄糖酸衍生物为葡萄糖酸内酯或葡萄糖酸的一种或两种以上组合。
CN201610123473.XA 2016-03-03 2016-03-03 一种混凝土阻锈剂的制备方法 Active CN105801446B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610123473.XA CN105801446B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种混凝土阻锈剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610123473.XA CN105801446B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种混凝土阻锈剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105801446A CN105801446A (zh) 2016-07-27
CN105801446B true CN105801446B (zh) 2017-10-13

Family

ID=56466691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610123473.XA Active CN105801446B (zh) 2016-03-03 2016-03-03 一种混凝土阻锈剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105801446B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106366139A (zh) * 2016-08-29 2017-02-01 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种氨基酮糖类有机钢筋阻锈剂及其制备方法
CN106831474B (zh) * 2016-10-13 2018-12-14 华东师范大学 一种含α-芳基-α,β-二氨基酸酯衍生物及其合成方法和应用
CN115057680A (zh) * 2022-08-18 2022-09-16 山东建科建筑材料有限公司 一种绿色自修复高效渗透结晶双重防水材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516095A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 江苏博特新材料有限公司 含多元氨基醇类化合物、其制备方法及应用
CN104591578A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 青建集团股份公司 一种钢筋阻锈剂及其制备方法
CN105271879A (zh) * 2015-11-05 2016-01-27 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种烷醇酰胺类钢筋阻锈剂、其制备方法及其应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101838120A (zh) * 2010-04-07 2010-09-22 江苏博特新材料有限公司 迁移型有机钢筋混凝土阻锈剂

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102516095A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 江苏博特新材料有限公司 含多元氨基醇类化合物、其制备方法及应用
CN104591578A (zh) * 2014-12-31 2015-05-06 青建集团股份公司 一种钢筋阻锈剂及其制备方法
CN105271879A (zh) * 2015-11-05 2016-01-27 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种烷醇酰胺类钢筋阻锈剂、其制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105801446A (zh) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105601150B (zh) 一种钢筋阻锈剂及其应用
CN104478286B (zh) 一种复合型混凝土防腐阻锈剂
CN105541158B (zh) 糖苷酮钢筋阻锈剂及其制备方法
CN105461349B (zh) 一种用于钢纤维混凝土表层的阻锈强化剂及其制备方法
CN106007469B (zh) 一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂
CN105801446B (zh) 一种混凝土阻锈剂的制备方法
CN104386965A (zh) 一种抗硫酸盐耐腐蚀抗渗免蒸压c80p12混凝土管桩
WO2021082105A1 (zh) 一种海工掺合料
CN102503237A (zh) 一种新型钢筋阻锈剂的制备方法
CN103304178B (zh) 一种海带提取液钢筋阻锈剂及应用
CN104291757A (zh) 一种适用于腐蚀环境下的免蒸压phc管桩
CN108059719B (zh) 一种氨基磺酸羧酸酯封端聚醚及其制备方法和应用
CN107265909A (zh) 一种复合型硅酸钠/三羟甲基氨基甲烷钢筋混凝土阻锈剂及其应用
Abdulsada et al. Studying the effect of eco-addition inhibitors on corrosion resistance of reinforced concrete
CN101786823A (zh) 一种钢筋混凝土复合缓蚀剂及其制备方法
CN104692702A (zh) 一种高性能钢筋阻锈剂
CN110423289B (zh) 改性天然甲壳素聚合物磷酸钠阴极阻锈剂的制备方法
CN110128567B (zh) 使用天然生物质甲壳素高聚物制备环境友好型钢筋阻锈剂的方法
CN107352829A (zh) 一种阻锈组合物及复合型阻锈剂、复合型阻锈剂的制备方法和应用
JP2009067652A (ja) 高炉セメント組成物およびフレッシュコンクリート
CN114477839B (zh) 一种海洋混凝土抗腐蚀剂及其制备方法
Sadawy Effect of Al2O3 additives on the corrosion and electrochemical behavior of steel embedded in ordinary Portland cement concrete
CN111234151B (zh) 含磷酸基的三聚氰胺-甲醛低聚物型迁移性钢筋阻锈剂的制备方法
Huang et al. Effect of endogenous chloride ion on the corrosion behavior of reinforcement embedded in sea-sand UHPC matrix in different immersion environments
CN109776019A (zh) 一种新型有机钢筋混凝土阻锈剂

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Zhongshan science and Technology Park Huixin Liuhe road Nanjing District 210048 Jiangsu province No. 22

Applicant after: JIANGSU ARIT NEW MATERIALS CO., LTD.

Address before: Zhongshan science and Technology Park Huixin Liuhe road Nanjing District 210048 Jiangsu province No. 22

Applicant before: JIANGSU ARIT NEW MATERIALS CO., LTD.

COR Change of bibliographic data
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 210048 Huixin Road, Zhongshan science and Technology Park, Liuhe District, Nanjing, Jiangsu 22

Patentee after: Jiangsu Olite New Materials Co., Ltd.

Address before: 210048 Huixin Road, Zhongshan science and Technology Park, Liuhe District, Nanjing, Jiangsu 22

Patentee before: JIANGSU ARIT NEW MATERIALS CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder