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一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，所述的防腐剂包括防腐组分、阻锈组分、高分子聚合物组分，其中，以质量百分比计，防腐组分50‑70％，阻锈组分10‑30％，高分子聚合物组分8‑20％，各组分质量百分比之和为百分之百；本发明的防腐剂显著提高了混凝土抵抗腐蚀介质渗入内部造成结构破坏的能力和抗渗性能；在钢筋表面形成钝化膜和吸附膜，能长期有效地抑制氯离子引起的钢筋锈蚀；在水泥浆强碱性环境下生成特殊的网状防渗膜，延缓了大部分酸性离子往砼内部迁移速度。

Description

一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂
技术领域
本发明涉及一种混凝土外加剂，具体是一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂。
背景技术
混凝土在自然环境中的物理破坏、化学侵蚀作用下，通常会发生表面开裂、剥离及钢筋锈蚀等现象，严重影响建筑物的使用寿命。特别是化学腐蚀，目前在我国每年造成的损失高达6000亿元人民币，1000万吨钢材因腐蚀变成铁锈。问题已经到了不得不解决的地步。混凝土易受腐蚀，也即混凝土抵抗物理和化学侵蚀如碳化、冻融、氯离子、硫酸盐侵蚀等能力差。传统的混凝土防腐方法是：(1)使用抗硫酸盐水泥：由于其抗Cl-腐蚀能力差，在Cl-，SO4 2-并存的环境中，防腐效果不好，并且产量低，成本高；(2)使用外涂技术：高原强烈的紫外线照射，易发生老化，开裂，使涂层失效，加之有一定的局限性，如灌注桩，则无法外涂而且有效时间短，最高寿命为10年；(3)加大保护层，提高混凝土强度等级：可以延缓腐蚀，但工程造价高。
混凝土防腐剂是新一代防止钢筋混凝土腐蚀的一种全新产品，它突破了钢筋混凝土防腐蚀的传统理念，开创了使用外加剂防腐的新方法，从根本上解决了传统防腐蚀方法的诸多不足和局限性。使用混凝土抗硫酸盐侵蚀防腐剂可以使混凝土具有抗盐类离子侵蚀、抗冻融循环破坏及高抗渗透等良好性能。特别适用对混凝土建筑物既要求防腐又要求抗渗的工程。掺入该产品还可以使混凝土收缩值减小，便于大体积混凝土施工。混凝土防腐剂应用简便，并不需要特殊施工工艺。同时这种防腐方法还综合利用了工业废料—粉煤灰，具有绿色环保的意义。
通过在普通硅酸盐水泥中加入适量的防腐剂(以粉煤灰或矿粉取代部分水泥)，而制成一种新的胶凝材料，产品符合中华人民共和国建材行业标准JC/T1011-2006各项指标。这种胶凝材料的抗硫酸盐能力已超过《铁道混凝土及砌石工程规范》附录十三中规定的AS高级抗硫酸盐水泥水平。对混凝土的耐久性能和施工性能有很大的提高。采用混凝土防腐剂生产的钢筋混凝土具有耐腐蚀、抗冻融、高强度、不渗透、收缩小、减水率高的优异性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂。
本发明的技术方案如下：
一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，所述的防腐剂包括防腐组分、阻锈组分、高分子聚合物组分，其中，以质量百分比计，防腐组分50-70％，阻锈组分10-30％，高分子聚合物组分8-20％，各组分质量百分比之和为百分之百；
所述的防腐组分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO和NaO的混合物，其中，以质量百分比计，SiO2 88～96％，Al2O3 0.8～3.0％，Fe2O3 0.6～3.0％，MgO 0.6～2.0％，CaO 0.2～1.5％，NaO 1.1～2.5％，防腐组分的PH为7～7.5；
所述的阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：阳离子防锈剂40％～75％，阳离子防锈成膜剂5％～50％，钝化剂1％～10％；阳离子防锈剂为双咪唑啉季铵盐，所述的阳离子防锈成膜剂为二癸基二甲基碳酸铵，所述的钝化剂为钼酸钠；
所述的高分子聚合物组分为聚三氟氯乙烯、纳米乳液和聚硅氧烷的混合物。
本发明优选的，所述的防腐组分中，以质量百分比计，SiO2 90～92％，Al2O3 0.9～2.8％，Fe2O3 0.8～2.5％，MgO 0.7～1.9％，CaO 0.5～1.0％，NaO 1.5～2.0％，防腐组分的PH为7.21。
本发明优选的，所述的阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：双咪唑啉季铵盐60％～68％，二癸基二甲基碳酸铵20％～35％，钼酸钠5％～8％。
本发明优选的，所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯40％～60％、纳米乳液30％～50％、聚硅氧烷10％～40％。
本发明优选的，所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯50％～55％、纳米乳液35％～42％、聚硅氧烷10％～20％。
本发明优选的，纳米乳液为纯丙烯酸乳液或改性丙烯酸乳液。
本发明的防腐组分能增大水泥浆体的粘稠度，可大幅提高水泥浆的流动分散性，降低水泥浆的表面张力，水化过程中生成硅酸盐相水化物晶体在混凝土表面形成憎水性薄膜，在混凝土内部能够填充水泥颗粒之间的毛细孔道，形成致密的互穿网络结构，显著提高了混凝土抵抗腐蚀介质渗入内部造成结构破坏的能力和抗渗性能；
本发明的阻锈组分作为阳离子型组分，在钢筋表面形成钝化膜和吸附膜，能长期有效地抑制氯离子引起的钢筋锈蚀；
本发明的高分子聚合物组分在水泥浆强碱性环境下生成特殊的网状防渗膜，延缓了大部分酸性离子往砼内部迁移速度。纳米在保持良好胶粘功能前提下，提供阻隔和防水的功能，它在成膜后能形成网状结构，可与防锈组分、防腐组分相互构成致密的具有一定弹性的防水保护层。
本发明的三种机制共同作用，提高了混凝土抗渗耐腐蚀性能。
上述高效渗透型钢筋混凝土防腐剂的应用，与混凝土掺混使用，掺量为胶凝材料重量的3-5％，适用于含氯盐及硫酸盐的煤系地层、硫化矿地层、石膏地层、淤泥地层、盐渍土地地区、盐湖、滨海盐田、沿海港口、海水渗入区不良地质区域、海洋水域工程中。
本发明优选掺量为胶凝材料的3-5％(硫酸根离子或氯离子浓度高时需要加大掺量)，可与水泥、砂、石、水同掺搅拌，亦可待水泥、砂、石、水搅拌一定时间后再掺。对于含氯较高的环境，可适当增加掺量，对于腐蚀性较弱的环境，可适当减少掺量。具体掺量多少应以试验为依据，已满足设计要求或标准要求为主。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，所述的防腐剂包括防腐组分、阻锈组分、高分子聚合物组分，其中，以质量百分比计，防腐组分50％，阻锈组分30％，高分子聚合物组分20％，各组分质量百分比之和为百分之百；
所述的防腐组分中，以质量百分比计，SiO2 95％，Al2O3 0.9％，Fe2O3 0.8％，MgO0.7％，CaO 0.8％，NaO 1.8％，防腐组分的PH为7.21。
阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：双咪唑啉季铵盐62％，二癸基二甲基碳酸铵32％，钼酸钠6％。
所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯40％、纯丙烯酸纳米乳液30％、聚硅氧烷30％。
上述高效渗透型钢筋混凝土防腐剂的应用，与混凝土掺混使用，掺量为胶凝材料重量的3％，适用于含氯盐及硫酸盐的煤系地层、硫化矿地层、石膏地层、淤泥地层、盐渍土地地区、盐湖、滨海盐田、沿海港口、海水渗入区不良地质区域、海洋水域工程中。
应用后的性能指标如表1所示。
表1
实施例2
一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，所述的防腐剂包括防腐组分、阻锈组分、高分子聚合物组分，其中，以质量百分比计，防腐组分60％，阻锈组分25％，高分子聚合物组分15％，各组分质量百分比之和为百分之百；
所述的防腐组分中，以质量百分比计，SiO2 92％，Al2O3 1.5％，Fe2O3 2.2％，MgO1.6％，CaO1.0％，NaO 1.7％，防腐组分的PH为7.21。
阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：双咪唑啉季铵盐68％，二癸基二甲基碳酸铵25％，钼酸钠7％。
所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯55％、改性丙烯酸纳米乳液35％、聚硅氧烷10％。
高效渗透型钢筋混凝土防腐剂的应用，与混凝土掺混使用，掺量为胶凝材料重量的4％。

Claims (7)

1.一种高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，所述的防腐剂包括防腐组分、阻锈组分、高分子聚合物组分，其中，以质量百分比计，防腐组分50-70％，阻锈组分10-30％，高分子聚合物组分8-20％，各组分质量百分比之和为百分之百；
所述的防腐组分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO和NaO的混合物，其中，以质量百分比计，SiO2 88～96％，Al2O3 0.8～3.0％，Fe2O3 0.6～3.0％，MgO 0.6～2.0％，CaO 0.2～1.5％，NaO 1.1～2.5％，防腐组分的PH为7～7.5；
所述的阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：阳离子防锈剂40％～75％，阳离子防锈成膜剂5％～50％，钝化剂1％～10％；阳离子防锈剂为双咪唑啉季铵盐，所述的阳离子防锈成膜剂为二癸基二甲基碳酸铵，所述的钝化剂为钼酸钠；
所述的高分子聚合物组分为聚三氟氯乙烯、纳米乳液和聚硅氧烷的混合物。
2.根据权利要求1所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，其特征在于，所述的防腐组分中，以质量百分比计，SiO2 90～92％，Al2O3 0.9～2.8％，Fe2O3 0.8～2.5％，MgO 0.7～1.9％，CaO 0.5～1.0％，NaO 1.5～2.0％，防腐组分的PH为7.21。
3.根据权利要求1所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，其特征在于，所述的阻锈组原料组分及其重量百分比组成如下：双咪唑啉季铵盐60％～68％，二癸基二甲基碳酸铵20％～35％，钼酸钠5％～8％。
4.根据权利要求1所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，其特征在于，所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯40％～60％、纳米乳液30％～50％、聚硅氧烷10％～40％。
5.根据权利要求4所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，其特征在于，所述的高分子聚合物组分重量百分比组成如下：聚三氟氯乙烯50％～55％、纳米乳液35％～42％、聚硅氧烷10％～20％。
6.根据权利要求4所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂，其特征在于，纳米乳液为纯丙烯酸乳液或改性丙烯酸乳液。
7.权利要求1所述的高效渗透型钢筋混凝土防腐剂的应用，与混凝土掺混使用，掺量为胶凝材料重量的3-5％，适用于含氯盐及硫酸盐的煤系地层、硫化矿地层、石膏地层、淤泥地层、盐渍土地地区、盐湖、滨海盐田、沿海港口、海水渗入区不良地质区域、海洋水域工程中。
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