CN107352829A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明涉及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，属于建筑材料技术领域。本发明的阻锈组合物，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10～30份，柠檬酸钠1～3份，磷酸三钠40～60份，碳酸氢钠4～6份。本发明的阻锈组合物，为固态物质，便于储存、运输，使用时将其与水混合即可，本发明的阻锈组合物在钢筋混凝土阻锈方面具有很好的阻锈效果。

Description

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
技术领域
本发明涉及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，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，会造成钢筋的严重点蚀。
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。
申请公布号为CN102320771A的中国发明专利公开了一种钢筋混凝土阻锈剂，该阻锈剂由以下组分组成：亚硝酸盐、六偏磷酸钠、二乙烯三胺、硫脲、苯甲酸钠、乌洛托品、三乙醇胺、减水剂、引气剂、水，该阻锈剂成分复杂，且含有的亚硝酸盐容易产生致癌、坍落等不良影响。
申请公布号为CN106746855A的中国发明专利公开了一种钢筋阻锈剂，其原料包括主料和水，主料包括三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、硫酸锌，其阻锈性能仍需进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻锈组合物，该阻锈组合物具有较好的阻锈性能。
本发明的第二个目的在于提供一种阻锈性能优异的复合型阻锈剂。
本发明的第三个目的在于提供一种上述复合型阻锈剂的制备方法。
本发明的第四个目的在于提供一种上述复合型阻锈剂在钢筋混凝土阻锈方面的应用。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种阻锈组合物，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10～30份，柠檬酸钠1～3份，磷酸三钠40～60份，碳酸氢钠4～6份。本发明阻锈组合物，为固态物质，便于储存、运输，使用时将其与水混合即可，使用方法简单且具有较好的阻锈性能。
上述阻锈组合物，进一步优选为，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10～20份，柠檬酸钠1～2份，磷酸三钠50～60份，碳酸氢钠5～6份。
上述阻锈组合物，进一步优选为，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10份，柠檬酸钠1份，磷酸三钠60份，碳酸氢钠6份。上述优选的阻锈组合物具有更为优异的阻锈性能。
一种复合型阻锈剂，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1～0.3％，柠檬酸钠0.01～0.03％，磷酸三钠0.4～0.6％，碳酸氢钠0.04～0.06％，余量为水。
本发明的复合型阻锈剂中，磷酸三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。三乙醇胺和柠檬酸钠作为混合型阻锈成分，柠檬酸钠和Fe2+具有良好的络合作用，通过和氯离子竞争吸附，削弱氯离子的吸附，对钢筋起到保护作用；另外柠檬酸钠还可以作为缓凝剂，提高水泥产品的抗拉、抗压强度及抗冻性能。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。
上述复合型阻锈剂，进一步优选为，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1～0.2％，柠檬酸钠0.01～0.02％，磷酸三钠0.5～0.6％，碳酸氢钠0.05～0.06％，余量为水。
上述复合型阻锈剂，更进一步的优选为，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1％，柠檬酸钠0.01％，磷酸三钠0.6％，碳酸氢钠0.06％，余量为水。上述优选的复合型阻锈剂的阻锈性能更为优异。
上述复合型阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：按配方量取各原料混合均匀，即得。
上述复合型阻锈剂在钢筋混凝土阻锈方面的应用。
本发明的阻锈组合物，为固态物质，便于运输、储存，使用时将其与水混合即可，本发明的阻锈组合物具有优异的阻锈性能。
本发明的复合型阻锈剂以多种有机物、无机物为合成基料，以水为分散介质复配而成，其中无机物及有机物的含量都很低，但阻锈能力强，可有效减缓阻锈剂对钢筋混凝土本身性能的影响。
本发明的复合型阻锈剂中的三乙醇胺、柠檬酸钠属混合型阻锈成分，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。
本发明的复合型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，也可在钢筋表面生成致密的保护膜，当保护膜受到局部破坏时(如Cl-侵入)，阻锈剂可使钝化膜及时、自动地修复，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，本发明的复合型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。
本发明的复合型阻锈剂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，是一种用于钢筋的复合型阻锈剂，可用于工业、民用建筑等钢筋混凝土结构。
本发明的复合型阻锈剂的制备方法简单，适合批量生产。
具体实施方式
本发明实施例中涉及到的原料，包括三乙醇胺、柠檬酸钠、磷酸三钠、碳酸氢钠，均为市售产品。
实施例1
本实施例的阻锈组合物，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10份，柠檬酸钠1份，磷酸三钠60份，碳酸氢钠6份。
本实施例的复合型阻锈剂，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1％，柠檬酸钠0.01％，磷酸三钠0.6％，碳酸氢钠0.06％，余量为水。
本实施例的复合型阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
将各原料按上述配方称量，经混合搅拌均匀后，即得。
本实施例复合型阻锈剂可用于钢筋混凝土阻锈。
实施例2
本实施例的阻锈组合物，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺20份，柠檬酸钠2份，磷酸三钠50份，碳酸氢钠5份。
本实施例的复合型阻锈剂，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.2％，柠檬酸钠0.02％，磷酸三钠0.5％，碳酸氢钠0.05％，余量为水。
本实施例的复合型阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
将各原料按上述配方称量，经混合搅拌均匀后，即得。
本实施例复合型阻锈剂在钢筋混凝土阻锈方面的应用。
实施例3
本实施例的阻锈组合物，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺30份，柠檬酸钠3份，磷酸三钠40份，碳酸氢钠4份。
本实施例的复合型阻锈剂，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.3％，柠檬酸钠0.03％，磷酸三钠0.4％，碳酸氢钠0.04％，余量为水。
本实施例的复合型阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
将各原料按上述配方称量，经混合搅拌均匀后，即得。
本实施例复合型阻锈剂在钢筋混凝土阻锈方面的应用。
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、实施例2、实施例3所得的阻锈剂的耐盐水浸渍性能进行测试，具体为：向3.5％NaCl的饱和Ca(OH)2溶液中分别加入实施例1-3所得的阻锈剂，然后放入钢筋HPB235，以不加阻锈剂的为对比例，测试钢筋HPB235的锈蚀失重率，测试结果如表1所示。其中，3.5％NaCl的饱和Ca(OH)2溶液为模拟混凝土结构中的孔隙液。
表1钢筋HPB235在3.5％NaCl的饱和Ca(OH)2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 0.12 0.24 0.36
实施例2 0.13 0.25 0.37
实施例3 0.14 0.26 0.38
上述表1所示的数据表明，本发明实施例1-3制得的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。

Claims (8)

1.一种阻锈组合物，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10～30份，柠檬酸钠1～3份，磷酸三钠40～60份，碳酸氢钠4～6份。
2.根据权利要求1所述的阻锈组合物，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10～20份，柠檬酸钠1～2份，磷酸三钠50～60份，碳酸氢钠5～6份。
3.根据权利要求1所述的阻锈组合物，其特征在于，由以下质量份数的组分组成：三乙醇胺10份，柠檬酸钠1份，磷酸三钠60份，碳酸氢钠6份。
4.一种复合型阻锈剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1～0.3％，柠檬酸钠0.01～0.03％，磷酸三钠0.4～0.6％，碳酸氢钠0.04～0.06％，余量为水。
5.根据权利要求4所述的复合型阻锈剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1～0.2％，柠檬酸钠0.01～0.02％，磷酸三钠0.5～0.6％，碳酸氢钠0.05～0.06％，余量为水。
6.根据权利要求4所述的复合型阻锈剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：三乙醇胺0.1％，柠檬酸钠0.01％，磷酸三钠0.6％，碳酸氢钠0.06％，余量为水。
7.一种如权利要求4所述的复合型阻锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按配方量取各原料混合均匀，即得。
8.一种如权利要求4所述的复合型阻锈剂在钢筋混凝土阻锈方面的应用。
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