CN107337471A - 一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料、制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料、制备方法及应用。所述混凝土表层密封材料由致密组分、催化组分、渗透组分、稳定组分与溶剂组分混合而成。本发明采用无机纳米粒子制备技术实现混凝土表层孔隙的高效密封，有效抑制既有钢筋混凝土中小分子结构有机阻锈剂的挥发与耗散。此外，该技术具有不需要混凝土底漆处理、施工便捷与混凝土建筑物同寿命技术优势。即本发明所述混凝土表层密封材料可有效保障高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性，且本发明所述混凝土表层密封材料对混凝土表层抗渗性有改善作用。

Description

一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料、制备方法及应用

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料、制备方法及应用。

背景技术

作为最广泛使用的建筑材料，钢筋混凝土广泛应用于基础设施建设的多个领域。由于混凝土作为一个多孔非均质的脆性材料，海洋与盐湖等严酷环境中氯离子将易于进入混凝土内部并达到钢筋表面产生锈蚀，最终导致混凝土结构锈胀破坏。作为美国混凝土协会(ACI)认可的四种有效抑制混凝土中钢筋锈蚀的技术之一，钢筋阻锈剂已得到全球工业界与学术界的广泛认可，已在国内外得到了广泛的应用。

近几十年以来，混凝土阻锈剂技术已由此前的无机亚硝酸盐类发展成为以吸附为主要作用机理的有机胺、醇胺及其盐类。这类有机阻锈剂克服了亚硝酸盐对环境的污染及加速钢筋点蚀的风险，已在迪拜塔、五角大楼等大型工程中得以应用。我国在有机阻锈剂的理论研究和制备方面已取得了较大进步，阻锈效率可达95％以上，并在崇启大桥、台山核电等重点工程中得到了大范围的成功应用。

尽管如此，深入研究结果表明：在西北盐湖地区中高温、低湿度、高氯盐浓度作用下，有机小分子醇胺挥发性高、耗散大，因此阻锈剂的作用效率降低以及临界氯离子阈值提升不明显，导致有机阻锈剂在混凝土中的长效性问题逐渐凸显。

针对上述技术难题，现有有机阻锈剂专利申请201610525913，201510746502与201510746012针对新建钢筋混凝土结构开发了内掺型钢筋阻锈剂，提出在含阻锈剂的氨基分子结构中引入多羟基结构，强的化学吸附不仅能够有效取代钢筋表面吸附的氯离子，同时能增强阻锈剂分子在钢筋表面形成吸附膜的稳定性，因此能够增强阻锈剂分子在钢筋表面的吸附能力与长期稳定性。此外，针对既有混凝土结构，专利申请201310680210与201010140907均提出了采用分子量小，饱和蒸气压低的有机小分子结构，将其涂覆于既有混凝土结构表面，阻锈剂分子通过自身的渗透和扩散，主动迁移到钢筋表面形成吸附膜层，抑制腐蚀性介质对钢筋基体的侵蚀。专利申请201610521762，201610338741与201210424795则提出设计带正电荷的阳离子阻锈剂，通过外加电场驱动有机阻锈分子进入混凝土内部达到钢筋表面抑制或减缓钢筋锈蚀速率。

尽管如此，上述专利申请中内掺型阻锈剂，均是近两年针对新建钢筋混凝土建筑物形成的长效阻锈新技术，对于前三至五年内已使用有机阻锈剂的钢筋混凝土设施如何有效保障阻锈剂的长期阻锈效率却未提及.

上述专利申请中自迁移型钢筋阻锈剂，虽然可以通过定期涂覆于钢筋混凝土表面保证钢筋表面临界阻锈剂分子浓度，但阻锈效率取决于混凝土渗透性，渗透深度有限且成本较高。电迁移型钢筋阻锈剂，虽然可以有效加速阻锈剂在混凝土中的传输，增大迁移型阻锈剂的作用深度，然而对于实际工程中大量使用的预应力混凝土结构却存在氢脆破坏的风险，且处理工艺繁杂，成本高昂。

综上所述，上述文献均报道了针对钢筋混凝土结构的内掺型与迁移型阻锈剂、制备方法与应用技术。尽管如此，已有文献都回避了既有钢筋混凝土建筑物所需要解决的钢筋长效阻锈技术经济性问题。

考虑既有钢筋混凝土结构中阻锈剂的长效性问题，主要表现为有机小分子的挥发与耗散，可以采用混凝土表面涂层与密封技术有效保障钢筋阻锈剂耐蚀效果。其中，混凝土的表面涂层技术可以有效成膜封闭混凝土表面孔隙，显著降低混凝土渗透性，然而涂层技术需要专业化的混凝土表面处理工艺、专用材料与施工技术，同时对涂层材料耐候性与抗渗性要求较高。因此，使用涂层作为既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂长效性保障技术，具有工艺复杂、可靠性差与价格昂贵的不足之处。

密封技术是混凝土表面防护技术的一个重要方向，具有通过渗透进入混凝土表层进行反应致密提升混凝土抗渗透性的技术特点，此外该技术具有不需要混凝土底漆处理、施工便捷与混凝土建筑物同寿命技术优势。专利申请201510185597，201410010942，201610146149与201610025286提到了采用硅酸盐、碳酸盐、氟硅酸盐作为活性组分的混凝土密封固化剂，主要用于提升混凝土地坪性能。上述文献中所提到技术着重于解决混凝土表层的物理力学性能，作用机理在于上述活性组分与水泥水化产物发生二次反应形成致密产物提升耐磨性。尽管如此，由于上述致密产物主要为达到微米级的水化硅酸盐与氟硅酸盐凝胶，提高混凝土表面渗透性的效果有限(耿飞,秦鸿根,金林,等.密封固化剂对混凝土性能的影响研究[J].低温建筑技术,2012,34(4):6-8.)。

发明内容

本发明为解决既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂长效性问题，提供一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料、制备方法及应用。

本发明采用无机纳米粒子制备技术实现混凝土表层孔隙的高效密封，提供一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，有效抑制小分子结构有机阻锈剂的挥发与耗散。采用混凝土表层密封材料提升既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂的长效性。

本发明基于密封混凝土表层传输通道的思路，采用有机酯水解形成无机纳米粒子的原理，基于碱性条件下有机酯水解速率与缩聚反应的调控技术，通过降低有机溶剂pH值、延长有机酯水解与凝胶时间、促进无机纳米粒子后期生长的协同作用，实现混凝土表层密封材料对既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂挥发与耗散的抑制，有效保障高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性。

本发明所提供一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，由致密组分、催化组分、渗透组分、稳定组分与溶剂组分组成，其中各组分的重量份数比为：

致密组分：5-20，

催化组分：1-5，

渗透组分：0.5-2，

稳定组分：0.5-1，

溶剂组分：72-93；

所述的致密组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，1mol致密组分于1mol去离子水中的水解程度为20％至40％；

所述催化组分需满足如下技术指标：H⁺在催化组分中的浓度为0.1至1mol/L；

所述渗透组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，50g/L的氢氧化钠溶液中2％渗透组分静置24小时无混浊、上层析出或沉淀现象；以硅酸盐玻璃载玻片作为基体，表面张力≤40mN/m，接触角≤35°；

所述稳定组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，在30％的硅酸乙酯无水乙醇与1mol/L的盐酸的混合溶液中，加入1％稳定组分静置7d，无混浊、上层析出或沉淀现象；

所述的溶剂组分为甲醇、乙醇、丁醇、甲苯、正丁醇、正丁醚、、溴苯、氯苯、苯甲酸甲酯中的任意一种。

所述致密组分选自钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、硅酸乙酯、硅酸四乙酯、硅酸四甲酯中的一种或两种的任意比例的组合。

所述的催化组分为盐酸，乙酸、马来酸、硼酸、硫酸、硝酸、苯甲酸、柠檬酸中的任意一种。

所述的渗透组分为烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚中的任意一种；

所述的稳定组分为二乙醇胺，聚乙烯吡咯烷酮，乙酰丙酮，冰乙酸中的任意一种或两种任意比例的混合。

所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000至30000。所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)按上述配比选取各组分，将致密组分充分溶解于15至25℃溶剂组分中，得到溶液A；

(2)待上述混合溶液A静置0.5至1小时后，将稳定组分与渗透组分缓慢加入溶液A，同时加以搅拌均匀，得到溶液B；

(3)将催化组分以15ml/min至30ml/min速度的滴加方式加入，若溶液混合溶液温度≥65℃，应立即停止滴加，待温度降低至50℃时，再继续进行滴加。待滴加完毕后，经搅拌40-60分钟，待溶液温度降低至30℃可得到溶液C，即为所述有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料。

如上所述的制备方法，所得到的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料并不是简单的各组分简单混合，而是发生了有机酯的预水解反应。由于基于催化组分与稳定组分对有机酯水解速率与缩聚反应的调控技术，可以实现上述表层密封材料在5至50℃条件下的长期稳定存在，有效避免有机酯水解反应失控导致的无机纳米粒子团聚与凝胶析出。

所述的一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料的应用方法，将所述有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料以0.2-0.4kg/m²的用量，涂覆于干燥、清洁的使用有机阻锈剂的钢筋混凝土表面，并在无雨雪冲刷条件下养护7至10d。

本发明所述混凝土表层密封材料中致密组分、催化组分、渗透组分、稳定组分与溶剂组分及其各自质量比例可实现如下综合效果：当本发明所述混凝土表层密封材料涂覆于使用有机阻锈剂的钢筋混凝土结构时，基于碱性条件下有机酯水解速率与缩聚反应的调控技术，通过降低有机溶剂pH值、延长有机酯水解与凝胶时间、促进无机纳米粒子后期生长的协同作用，实现混凝土表层密封材料对既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂挥发与耗散的抑制，有效保障高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性；致密组分的引入在于酸性条件下产生平稳水解，从而有效控制有机酯的反应历程，获得具有良好储存性的预聚物；催化组分的引入，提供H⁺降低溶剂环境pH值，可与致密组分发生反应缓慢水解形成无机纳米粒子；渗透组分的引入，一方面可显著降低溶剂体系的表面张力与接触角，加大密封材料在混凝土表层的渗透驱动力与作用深度，另一方面消除上述溶剂体系中的气泡聚集；稳定组分可避免有机酯水解液中预聚物过快形成、生长与聚集，实现混凝土表层密封材料的长期储存。溶剂组分主要作为混凝土表层密封材料的载体，同时可对无机纳米粒子的形貌与大小产生作用。综上所述，混凝土表层密封材料上述五种组分及其配比有利于混凝土表层密封材料对既有钢筋混凝土结构中有机阻锈剂挥发与耗散的抑制，具有明显的协同增强效应。

本发明的有益效果是：第一，混凝土表层密封材料采用无机纳米粒子制备技术实现混凝土表层孔隙的高效密封，有效抑制既有钢筋混凝土结构中小分子结构有机阻锈剂的挥发与耗散；第二，该技术具有不需要混凝土底漆处理、施工便捷与混凝土建筑物同寿命技术优势。即本发明所述混凝土表层密封材料可有效保障高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性，且本发明所述混凝土表层密封材料对混凝土表层抗渗性有改善作用。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，它包括如下步骤：

致密组分：广东翁江化学试剂有限公司，钛酸四乙酯(化学纯)，5％；

催化组分：南京化学试剂股份有限公司，0.1mol/L盐酸(化学纯)，1％；

渗透组分：南京化学试剂股份有限公司，十二烷基苯磺酸钠(化学纯)，0.5％；

稳定组分：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，二乙醇胺(化学纯)，0.5％；

溶剂组分：甲醇，93％。

制备方法：首先，按上述配比选取各组分，将致密组分充分溶解于25℃溶剂组分中，得到溶液A；其次，待上述混合溶液A静置0.5后，将稳定组分与渗透组分缓慢加入溶液A，同时加以搅拌均匀，得到溶液B；再次，将催化组分以30ml/min速度的滴加方式加入。最后，待滴加完毕后，经搅拌40分钟，待溶液温度降低至30℃可得到溶液C，即制得所述一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料。

应用：本发明的混凝土表层密封材料，将上述溶液C以0.4kg/m²的用量，涂覆于干燥、清洁的使用有机阻锈剂的钢筋混凝土表面，并在无雨雪冲刷条件下养护7d，即可实现高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性。

使用有机阻锈剂的钢筋混凝耐蚀长效性评定：采用建筑HPB235钢筋制备金属电极，电极尺寸Φ10mm*320mm,测试前分别用400#，600#，1000#，2000#砂子打磨，再用Al₂O₃粉抛光；使用化学纯丙酮(或酒精)擦洗钢筋电极表面，并用电吹风吹干，放入100×100×300mm的混凝土棱柱体特制试模中固定于对称中心位置；浇筑C30混凝土(内掺胶凝材料用量4％的R505复合氨基醇类有机阻锈剂)，并置于标准条件养护28d。达到龄期后，一部分混凝土试件测试吸水率(参照JTG/TB07《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》；另一部分混凝土试件，置于35±2℃，50±5％RH的环境中静置7d后，进行20次3.0％NaCl溶液的干湿循环，浸泡时间2小时，干燥时间10小时。待完成干湿循环后，通过普林斯顿P4000电化学工作站测试计算钢筋腐蚀电量比(参照GB/T 31296《防腐阻锈剂》)，测量钢筋腐蚀面积百分率(参照YB/T 9231《钢筋阻锈剂应用技术规程》)，对比市售“ChemTec One”硅酸盐基混凝土密封固化剂对有机钢筋阻锈剂的影响，结果见表1：

表1 混凝土表层密封材料实施例1对有机钢筋阻锈剂的影响(35℃，50％RH，3.0％NaCl溶液中干湿循环20次，干燥时间10小时，浸泡时间2小时)

表1表明：与钢筋混凝土试件相比，使用有机阻锈剂可降低钢筋腐蚀电流比与钢筋腐蚀面积百分率；使用“ChemTec One”硅酸盐基混凝土密封固化剂，可以略微改善使用有机阻锈剂的钢筋混凝土吸水率，但是对混凝土中钢筋阻锈效果的作用有限；单独使用致密组分，对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土的吸水率和阻锈效果的作用并不明显；采用本发明申请实施例1，涂覆混凝土表层密封材料的钢筋混凝土吸水率与阻锈效果均得到了明显提升，相对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土，吸水率降低幅度达到65％，钢筋腐蚀电量比降低约29％，钢筋腐蚀面积百分率降低30％。

实施例2：

一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，它包括如下步骤：

致密组分：南京晚晴化玻仪器有限公司，15％硅酸乙酯(化学纯)、5％硅酸四乙酯(化学纯)，总计20％；

催化组分：南京化学试剂股份有限公司，0.1mol/L硝酸(化学纯)，2％；

渗透组分：南京化学试剂股份有限公司，烷基酚聚氧乙烯醚(化学纯)，5％；

稳定组分：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，冰乙酸(化学纯)，1％；

溶剂组分：乙醇，72％。

制备方法：首先，按上述配比选取各组分，将致密组分充分溶解于15℃溶剂组分中，得到溶液A；其次，待上述混合溶液A静置1小时后，将稳定组分与渗透组分缓慢加入溶液A，同时加以搅拌均匀，得到溶液B；再次，将催化组分以15ml/min速度的滴加方式加入，若溶液混合溶液温度≥65℃，应立即停止滴加，待温度降低至50℃时，再继续进行滴加。最后，待滴加完毕后，经搅拌60分钟，待溶液温度降低至30℃可得到溶液C，即制得所述一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料。

应用：本发明的混凝土表层密封材料，将上述溶液C以0.2kg/m²的用量，涂覆于干燥、清洁的使用有机阻锈剂的钢筋混凝土表面，并在无雨雪冲刷条件下养护10d，即可实现高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性。

使用有机阻锈剂的钢筋混凝耐蚀长效性评定：采用建筑HPB235钢筋制备金属电极，电极尺寸Φ10mm*320mm,测试前分别用400#，600#，1000#，2000#砂子打磨，再用Al₂O₃粉抛光；使用化学纯丙酮(或酒精)擦洗钢筋电极表面，并用电吹风吹干，放入100×100×300mm的混凝土棱柱体特制试模中固定于对称中心位置；浇筑C30混凝土(内掺胶凝材料用量4％的R505复合氨基醇类有机阻锈剂)，并置于标准条件养护28d。达到龄期后，一部分混凝土试件测试吸水率(参照JTG/TB07《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》；另一部分混凝土试件，置于35±2℃，50±5％RH的环境中静置7d后，进行20次3.0％NaCl溶液的干湿循环，浸泡时间2小时，干燥时间10小时。待完成干湿循环后，通过普林斯顿P4000电化学工作站测试计算钢筋腐蚀电量比(参照GB/T 31296《防腐阻锈剂》)，测量钢筋腐蚀面积百分率(参照YB/T 9231《钢筋阻锈剂应用技术规程》)，对比市售“DS601-A”硅酸盐基混凝土密封固化剂对有机钢筋阻锈剂的影响，结果见表2：

表2 混凝土表层密封材料实施例2对有机钢筋阻锈剂的影响(35℃，50％RH，3.0％NaCl溶液中干湿循环20次，干燥时间10小时，浸泡时间2小时)

表2表明：与钢筋混凝土试件相比，使用有机阻锈剂可降低钢筋腐蚀电流比与钢筋腐蚀面积百分率；使用“DS601-A”硅酸盐基混凝土密封固化剂，可以略微改善使用有机阻锈剂的钢筋混凝土吸水率，但是对混凝土中钢筋阻锈效果的作用有限；单独使用致密组分，对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土的吸水率和阻锈效果的产生部分效果；采用本发明申请实施例2，涂覆混凝土表层密封材料的钢筋混凝土吸水率与阻锈效果均得到了大幅度提升，相对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土，吸水率降低幅度达到74％，钢筋腐蚀电量比降低约45％，钢筋腐蚀面积百分率降低40％。

实施例3：

一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，它包括如下步骤：

致密组分：南京晚晴化玻仪器有限公司，10％硅酸四甲酯(化学纯)、5％硅酸乙酯(化学纯)，总计15％；

催化组分：南京化学试剂股份有限公司，0.1mol/L苯甲酸(化学纯)，3％；

渗透组分：扬子石化-巴斯夫，脂肪醇聚氧乙烯醚(工业级)，1.3％；

稳定组分：南京瑞泽精细化工有限公司，聚乙烯吡咯烷酮(化学纯)0.3％，深圳市伯顺化工有限公司，乙酰丙酮(工业级)0.4％，

溶剂组分：甲苯，80％。

制备方法：首先，按上述配比选取各组分，将致密组分充分溶解于20℃溶剂组分中，得到溶液A；其次，待上述混合溶液A静置45分钟后，将稳定组分与渗透组分缓慢加入溶液A，同时加以搅拌均匀，得到溶液B；再次，将催化组分以25ml/min速度的滴加方式加入，若溶液混合溶液温度≥65℃，应立即停止滴加，待温度降低至50℃时，再继续进行滴加。最后，待滴加完毕后，经搅拌50分钟，待溶液温度降低至30℃可得到溶液C，即制得所述一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料。

应用：本发明的混凝土表层密封材料，将上述溶液C以0.3kg/m²的用量，涂覆于干燥、清洁的使用有机阻锈剂的钢筋混凝土表面，并在无雨雪冲刷条件下养护8d，即可实现高温、低湿度、高氯盐浓度下钢筋阻锈剂的长效性。

使用有机阻锈剂的钢筋混凝耐蚀长效性评定：采用建筑HPB235钢筋制备金属电极，电极尺寸Φ10mm*320mm,测试前分别用400#，600#，1000#，2000#砂子打磨，再用Al₂O₃粉抛光；使用化学纯丙酮(或酒精)擦洗钢筋电极表面，并用电吹风吹干，放入100×100×300mm的混凝土棱柱体特制试模中固定于对称中心位置；浇筑C30混凝土(内掺胶凝材料用量4％的R505复合氨基醇类有机阻锈剂)，并置于标准条件养护28d。达到龄期后，一部分混凝土试件测试吸水率(参照JTG/TB07《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》)；另一部分混凝土试件，置于35±2℃，50±5％RH的环境中静置7d后，进行20次3.0％NaCl溶液的干湿循环，浸泡时间2小时，干燥时间10小时。待完成干湿循环后，通过普林斯顿P4000电化学工作站测试计算钢筋腐蚀电量比(参照GB/T 31296《防腐阻锈剂》)，测量钢筋腐蚀面积百分率(参照YB/T9231《钢筋阻锈剂应用技术规程》)，对比市售“goodcrete”硅酸盐基混凝土密封固化剂对有机钢筋阻锈剂的影响，结果见表3：

表3混凝土表层密封材料实施例3对有机钢筋阻锈剂的影响(35℃，50％RH，3.0％NaCl溶液中干湿循环20次，干燥时间10小时，浸泡时间2小时)

表3表明：与钢筋混凝土试件相比，使用有机阻锈剂可降低钢筋腐蚀电流比与钢筋腐蚀面积百分率；使用“goodcrete”硅酸盐基混凝土密封固化剂，可以略微改善使用有机阻锈剂的钢筋混凝土吸水率，但是对混凝土中钢筋阻锈效果的作用有限；单独使用致密组分，对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土的吸水率和阻锈效果的产生部分效果；采用本发明申请实施例3，涂覆混凝土表层密封材料的钢筋混凝土吸水率与阻锈效果均得到了大幅度提升，相对使用有机阻锈剂的钢筋混凝土，吸水率降低幅度达到68％，钢筋腐蚀电量比降低约39％，钢筋腐蚀面积百分率降低34％。

对比例1

采用实施例2中相同的材料组分，如下

一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，它包括如下步骤：

致密组分：南京晚晴化玻仪器有限公司，15％硅酸乙酯(化学纯)、5％硅酸四乙酯(化学纯)，总计20％；

催化组分：南京化学试剂股份有限公司，0.1mol/L硝酸(化学纯)，2％；

渗透组分：南京化学试剂股份有限公司，烷基酚聚氧乙烯醚(化学纯)，5％；

稳定组分：上海阿拉丁生化科技股份有限公司，冰乙酸(化学纯)，1％；

溶剂组分：乙醇，72％。

制备方法：首先，20℃条件下，按上述配比选取各组分，将致密组分充分、催化组分、渗透组分与稳定组分加入溶剂组分中，同时加以搅拌混合溶液。在搅拌过程中，首先观察到白色凝胶大量析出，同时随着搅拌时间的增加部分凝胶消失，但混合溶液体系呈现絮凝状物质。将上述混合溶液体系置于20℃通风环境中储存7d，可观察到溶液中析出大量白色凝胶状物质，利用现有应用工艺无法在钢筋混凝土表面顺利进行涂覆施工。

应用例：

工程现场1：

青海茶卡盐湖地区高速公路某桥梁墩柱混凝土使用有机阻锈剂历史已达2年，经在线电化学无损测试表明外侧钢筋的腐蚀电位处于轻微腐蚀状态。针对上述问题，采用混凝土表层密封材料涂覆于钢筋混凝土墩柱表面，经塑料薄膜遮盖养护7d后，明显降低了墩柱混凝土的吸水率。当使用密封材料8个月后，测试钢筋混凝土电化学参数，同时提高了钢筋混凝土墩柱的腐蚀电位，使得外侧钢筋腐蚀状态改变为无腐蚀状态。

工程现场2：

青海格尔木盐湖地区桥梁墩柱混凝土表面使用有机阻锈剂服役年限达到1年，由于空气干燥与盐湖作用导致墩柱局部产生轻微锈胀。针对上述问题，首先对锈蚀区域进行了修复，经除锈后采用自迁移型阻锈剂对墩柱锈蚀部位强化处理，待迁移型阻锈剂作用7d后，将混凝土表层密封材料涂覆于钢筋混凝土墩柱表面。经塑料薄膜遮盖养护10d后，明显降低了墩柱混凝土的吸水率。当使用密封材料12个月后，测试钢筋混凝土电化学参数，发现提高了钢筋混凝土墩柱的腐蚀电位，使得外侧钢筋腐蚀状态继续保持无腐蚀状态。

Claims (7)

1.一种有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，其特征在于，其原料由致密组分、催化组分、渗透组分、稳定组分与溶剂组分组成，其中各组分的重量份数比为：

致密组分：5-20，

催化组分：1-5，

渗透组分：0.5-2，

稳定组分：0.5-1，

溶剂组分：72-93；

所述的致密组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，1mol致密组分于1mol去离子水中的水解程度为20%至40%；

所述催化组分需满足如下技术指标：H⁺在催化组分中的浓度为0.1至1 mol/L；

所述渗透组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，50g/L的氢氧化钠溶液中2%渗透组分静置24小时无混浊、上层析出或沉淀现象；以硅酸盐玻璃载玻片作为基体，表面张力≤40 mN/m，接触角≤35^°；

所述稳定组分需满足如下技术指标：在5至50℃条件下，在30%的硅酸乙酯无水乙醇与1mol/L的盐酸的混合溶液中，加入1%稳定组分静置7d，无混浊、上层析出或沉淀现象；

所述的溶剂组分为甲醇、乙醇、丁醇、甲苯、正丁醇、正丁醚、、溴苯、氯苯、苯甲酸甲酯中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，其特征在于，

所述致密组分选自钛酸四乙酯、钛酸四丁酯、硅酸乙酯、硅酸四乙酯、硅酸四甲酯中的一种或两种的任意比例的组合。

3.根据权利要求1所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，其特征在于，

所述的催化组分为盐酸，乙酸、马来酸、硼酸、硫酸、硝酸、苯甲酸、柠檬酸中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，其特征在于，

所述的渗透组分为烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸酯钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料，其特征在于，

所述的稳定组分为二乙醇胺，聚乙烯吡咯烷酮，乙酰丙酮，冰乙酸中的任意一种或两种任意比例的混合；

所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000至30000。

6.权利要求1-5中的任一所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）按上述配比选取各组分，将致密组分充分溶解于15至25℃溶剂组分中，得到溶液A；

（2）待上述混合溶液A静置0.5至1小时后，将稳定组分与渗透组分缓慢加入溶液A，同时加以搅拌均匀，得到溶液B；

（3）将催化组分以15 ml/min至30 ml/min速度的滴加方式加入，若溶液混合溶液温度≥65℃，应立即停止滴加，待温度降低至50℃时，再继续进行滴加；

待滴加完毕后，经搅拌40-60分钟，待溶液温度降低至30℃可得到溶液C，即为所述有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料。

7.权利要求1-5中的任一所述的有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料的应用方法，将所述有机钢筋阻锈混凝土表层密封材料以0.2-0.4kg/m² 的用量，涂覆于干燥、清洁的使用有机阻锈剂的钢筋混凝土表面，并在无雨雪冲刷条件下养护7至10d。