CN107352826A - 一种钢筋阻锈组合物、钢筋阻锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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王莹
徐玉梅
赵红玲
张东晓
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    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/61—Corrosion inhibitors

Abstract

本发明涉及一种钢筋阻锈组合物、钢筋阻锈剂及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。本发明的钢筋阻锈组合物，由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.4～0.6份，苯甲酸钠0.04～0.06份，磷酸氢二钠0.1～0.3份，碳酸氢钠0.01～0.03份。采用本发明的钢筋阻锈组合物制备得到的钢筋阻锈剂与钢筋的吸附力强，与混凝土的适应性好，用量少且耐腐蚀性能高，可直接掺入混凝土，在钢筋表面生成致密的保护膜，在不影响混凝土性能的同时，可有效减缓和阻止钢筋的腐蚀，具有无亚硝酸盐、无毒、无污染等特点，是一种低掺量环保型钢筋阻锈剂，可用于工业、民用建筑等钢筋混凝土结构。

Description

一种钢筋阻锈组合物、钢筋阻锈剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种钢筋阻锈组合物、钢筋阻锈剂及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。
背景技术
作为一种经济实用的结构材料，钢筋混凝土广泛地应用在桥梁、建筑物、堤坝、海底隧道和大型海洋平台等结构中。混凝土中钢筋腐蚀已成为当今世界影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素。
新建的钢筋混凝土中，由于高碱度孔隙液的存在，钢筋表面会生成一层钝化膜，对钢筋起到保护作用。但随着时间的推移，由于CO2的侵入造成混凝土的碳化，混凝土孔隙液的碱度降低，钢筋表面的钝化膜变得不稳定，如果周围介质中氯离子向钢筋表面渗透，会造成钢筋的严重腐蚀。
钢筋阻锈剂的作用机理在于使钢筋表面形成完整致密的钝化膜，钝化膜受到局部破坏时(如Cl-侵入)，阻锈剂可使钝化膜及时、自动修复，从而有效地阻止有害离子对钢筋的侵蚀。即使钢筋表面已经形成腐蚀微电池，阻锈剂也能抑制钢筋腐蚀的电化学过程，使腐蚀速率大幅度降低。
按化学成分的不同，钢筋阻锈剂可划分为三类：主要由无机物质组成的无机型、主要由有机物质组成的有机型和由无机和有机物质组成的混合型。
无机型阻锈剂主要包括亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、多磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐等，其中亚硝酸盐类是研究应用最早的钢筋阻锈剂，它是一类典型的阳极型阻锈剂。但当掺入量不足时可能导致局部腐蚀，加速腐蚀的进行。
有机型阻锈剂包括胺类、氨基醇类、吗琳多元胺、链烷醇胺、脂肪酸酯以及它们的盐类，其优点是：(1)在各种氯离子浓度下能对钢筋混凝土提供腐蚀保护；(2)能够在混凝土中分散，因而既能对钢筋腐蚀阴极电化学过程起抑制作用，又能对阳极腐蚀电化学过程起抑制作用；(3)无毒、环保。
阻锈成分的协同效应是缓蚀作用过程中一个广泛存在的现象。为增强钢筋阻锈剂的作用效果，同时满足混凝土的结构性能，人们将无机型和有机型阻锈剂结合起来，研究开发了复合型钢筋阻锈剂，并已投入工程应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低掺量、环保型的钢筋阻锈组合物，能够结合无机型阻锈剂和有机型阻锈剂的优点，在不影响混凝土性能的同时起到阻锈的作用。
本发明还提供了一种钢筋阻锈剂及其制备方法和应用。
为了实现以上目的，本发明的钢筋阻锈组合物所采用的技术方案为：
一种钢筋阻锈组合物，由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.4～0.6份，苯甲酸钠0.04～0.06份，磷酸氢二钠0.1～0.3份，碳酸氢钠0.01～0.03份。
本发明的钢筋阻锈组合物中，苯甲酸钠和磷酸氢二钠作为阳极型阻锈成分，可在阳极区形成一层致密的保护膜，对钢筋的腐蚀起到很大的抑制作用；丙三醇作为混合型阻锈成分，通过和氯离子竞争吸附，最终通过螯合作用在钢筋表面形成致密的保护膜，削弱氯离子的吸附，对钢筋起到保护作用。碳酸氢钠可调节阻锈剂的pH值，进一步增强对钢筋的保护作用。
本发明的钢筋阻锈剂所采用的技术方案是：
一种钢筋阻锈剂，由以下质量百分比的组分组成：丙三醇0.4～0.6％，苯甲酸钠0.04～0.06％，磷酸氢二钠0.1～0.3％，碳酸氢钠0.01～0.03％，余量为水。
本发明的钢筋阻锈剂中，苯甲酸钠和磷酸氢二钠作为阳极型阻锈成分，可在阳极区形成一层致密的保护膜，对钢筋的腐蚀起到很大的抑制作用；丙三醇作为混合型阻锈成分，通过和氯离子竞争吸附，最终通过螯合作用在钢筋表面形成致密的保护膜，削弱氯离子的吸附，对钢筋起到保护作用。碳酸氢钠可调节阻锈剂的pH值，进一步增强对钢筋的保护作用。
本发明的钢筋阻锈剂中的混合型阻锈成分丙三醇，对腐蚀过程的阴极反应、阳极反应均具有显著的抑制作用，从而提升混凝土的耐久性能及混凝土的综合抗腐蚀能力，显著延长建筑物的使用年限，带来显著的经济效益和社会效益。
本发明的钢筋阻锈剂的制备方法所采用的技术方案为：
上述钢筋阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：取配方量的各组分，将丙三醇、苯甲酸钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠加入水中，混合均匀，即得。
本发明的钢筋阻锈剂以多种有机、无机物为阻锈成分，以水为分散介质复配而成，制备方法简单。
本发明的钢筋阻锈剂的应用所采用的技术方案为：
一种上述的钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用。
本发明的钢筋阻锈剂与钢筋的吸附力强，与混凝土的适应性好，用量少且耐腐蚀性能高，可直接掺入混凝土，在钢筋表面生成致密的保护膜，在不影响混凝土性能的同时，可有效减缓和阻止钢筋的腐蚀，具有无亚硝酸盐、无毒、无污染等特点，是一种低掺量环保型钢筋阻锈剂，可用于工业、民用建筑等钢筋混凝土结构。
上述钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用，所述钢筋阻锈剂作为掺入型钢筋阻锈剂使用。
优选的，所述钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为0.8～1.2kg。
进一步优选的，所述钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为1kg。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作一进步的说明。
具体实施方式中所采用的丙三醇、苯甲酸钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠均为市售产品。
实施例1
本实施例的钢筋阻锈组合物，由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.4份，苯甲酸钠0.04份，磷酸氢二钠0.3份，碳酸氢钠0.03份。
本实施例的钢筋阻锈剂由以下质量百分比的组分组成：丙三醇0.4％，苯甲酸钠0.04％，磷酸氢二钠0.3％，碳酸氢钠0.03％，余量为水。
本实施例的钢筋阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：取配方量的各组分，将丙三醇、苯甲酸钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠加入水中，搅拌均匀，即得。
本实施例的钢筋阻锈剂的应用为其作为掺入型钢筋阻锈剂使用。使用时，钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为1kg。
实施例2
本实施例的钢筋阻锈组合物，由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.5份，苯甲酸钠0.05份，磷酸氢二钠0.2份，碳酸氢钠0.02份。
本实施例的钢筋阻锈剂由以下质量百分比的组分组成：丙三醇0.5％，苯甲酸钠0.05％，磷酸氢二钠0.2％，碳酸氢钠0.02％，余量为水。
本实施例的钢筋阻锈剂的制备方法同实施例1。
本实施例的钢筋阻锈剂的应用为其作为掺入型钢筋阻锈剂使用。使用时，钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为0.8kg。
实施例3
本实施例的钢筋阻锈组合物，由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.6份，苯甲酸钠0.06份，磷酸氢二钠0.1份，碳酸氢钠0.01份。
本实施例的钢筋阻锈剂由以下质量百分比的组分组成：丙三醇0.6％，苯甲酸钠0.06％，磷酸氢二钠0.1％，碳酸氢钠0.01％，余量为水。
本实施例的钢筋阻锈剂的制备方法同实施例1。
本实施例的钢筋阻锈剂的应用为其作为掺入型钢筋阻锈剂使用。使用时，钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为1.2kg。
实验例
根据JT/T537-2004《钢筋混凝土阻锈剂》及YB/T9231-98《钢筋阻锈剂使用技术规程》的要求，对本发明实施例1～3的钢筋阻锈剂的耐盐水浸渍性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1钢筋HPB235在3.5％NaCl溶液中的锈蚀失重率(％)
阻锈剂 腐蚀30天 腐蚀60天 腐蚀90天
无 0.18 0.37 0.49
实施例1 0.13 0.25 0.36
实施例2 0.14 0.26 0.37
实施例3 0.13 0.25 0.37
上述表1所示的数据表明，本发明实施例1～3的钢筋阻锈剂的耐盐水性能符合规范要求，并在腐蚀90天后仍然具有很好的耐腐蚀性能，阻锈性能持久有效。
本发明的钢筋阻锈剂在掺入混凝土使用时，每立方米的混凝土掺入量为0.8～1.2kg，低于《钢筋阻锈剂使用技术规程》中规定在水下区阻锈剂的推荐的4～l0kg/m3混凝土的掺入量，从而大大降低阻锈剂的用量和使用成本。

Claims (7)

1.一种钢筋阻锈组合物，其特征在于：由以下重量份数的组分组成：丙三醇0.4～0.6份，苯甲酸钠0.04～0.06份，磷酸氢二钠0.1～0.3份，碳酸氢钠0.01～0.03份。
2.一种钢筋阻锈剂，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：丙三醇0.4～0.6％，苯甲酸钠0.04～0.06％，磷酸氢二钠0.1～0.3％，碳酸氢钠0.01～0.03％，余量为水。
3.一种如权利要求2所述的钢筋阻锈剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：取配方量的各组分，将丙三醇、苯甲酸钠、磷酸氢二钠和碳酸氢钠加入水中，混合均匀，即得。
4.一种如权利要求2所述的钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用。
5.根据权利要求4所述的钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用，其特征在于：所述钢筋阻锈剂作为掺入型钢筋阻锈剂使用。
6.根据权利要求5所述的钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用，其特征在于：所述钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为0.8～1.2kg。
7.根据权利要求4～6中任意一项所述的钢筋阻锈剂在钢筋阻锈方面的应用，其特征在于：所述钢筋阻锈剂在每立方米混凝土中的掺入量为1kg。
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