CN110183136B - 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法 - Google Patents

一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110183136B
CN110183136B CN201910481322.5A CN201910481322A CN110183136B CN 110183136 B CN110183136 B CN 110183136B CN 201910481322 A CN201910481322 A CN 201910481322A CN 110183136 B CN110183136 B CN 110183136B
Authority
CN
China
Prior art keywords
corrosion
rust inhibitor
concrete
water
solution
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
CN201910481322.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110183136A (zh
Inventor
薛军鹏
林亚杰
陈新秀
陈明建
周长喜
陈建科
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.)
China Railway Municipal Xiamen Investment Management Co ltd
Xiamen Municipal Technology Research Institute Co ltd
Xiamen Zhengguanlang Investment Management Co ltd
Fujian Academy Of Building Research Co ltd
Original Assignee
China Railway Municipal Xiamen Investment Management Co ltd
Xiamen Municipal Technology Research Institute Co ltd
Xiamen Zhengguanlang Investment Management Co ltd
Fujian Academy Of Building Research 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 China Railway Municipal Xiamen Investment Management Co ltd, Xiamen Municipal Technology Research Institute Co ltd, Xiamen Zhengguanlang Investment Management Co ltd, Fujian Academy Of Building Research Co ltd filed Critical China Railway Municipal Xiamen Investment Management Co ltd
Priority to CN201910481322.5A priority Critical patent/CN110183136B/zh
Publication of CN110183136A publication Critical patent/CN110183136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110183136B publication Critical patent/CN110183136B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/61—Corrosion inhibitors

Landscapes

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

Abstract

一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法，原料：硝酸钙、碳酸钠、聚羧酸减水剂、乙二胺四亚甲基膦酸、硝酸钡、乙二醇、维生素C、乙二胺四乙酸二钠、水。制备方法：分别制备硝酸钙溶液和碳酸钠水溶液，将聚羧酸减水剂、乙二胺四亚甲基膦酸溶于水中并置于四口烧瓶中，之后同时向烧瓶中匀速滴加硝酸钙溶液和碳酸钠溶液，反应在20℃‑35℃下进行，整个滴加过程1‑3h完成；将硝酸钡、乙二醇、维生素C、乙二胺四乙酸二钠溶解于水中，并将其投入纳米碳酸钙悬浮液中，搅拌均匀。本发明提供的一种混凝土防腐阻锈剂，用其配制的混凝土具有良好的抗硫酸盐侵蚀和阻锈效果，且能够实现低水胶比下混凝土和易性好，施工操作方便。

Description

一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法
【技术领域】
本发明属于建筑材料添加剂技术领域，具体是指一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法。
【背景技术】
钢筋混凝土结构能够充分发挥钢筋和混凝土两者的优点来承受外部荷载，被广泛应用于中高层建筑、大跨度桥梁、隧道、地铁等土木工程结构中。在这些土木工程结构中，混凝土的耐久性尤其关键，往往直接决定了建筑物的使用寿命。在影响混凝土耐久性的因素中，其中最主要的因素之一是氯盐、硫酸盐侵蚀。氯盐、硫酸盐侵蚀会导致钢筋混凝土结构膨胀开裂、钢筋锈蚀等，从而引起钢筋混凝土结构性能退化乃至失效破坏，严重影响建筑物的耐久性能，降低建筑物的使用寿命。近年来，在许多建筑工程中均发现混凝土建筑物遭受氯盐、硫酸盐侵蚀，尤其是内陆盐碱地区、滨海地区混凝土建筑物的破坏程度更为严重，造成严重的安全隐患和巨大的经济损失。混凝土的抗氯盐、硫酸盐侵蚀能力的改善和提高已成为迫切的工程需求，而如何改善、提高混凝土的抗氯盐、硫酸盐侵蚀能力问题也是混凝土耐久性研究的重点和难点问题。
为了解决上述问题，目前比较简便，效果较好的方法是在混凝中添加防腐阻锈剂。
中国发明专利CN101412601B公开了一种可用于配置高耐久性混凝土的复合型防腐阻锈剂，包括防腐阻锈剂、超塑化剂、保坍剂、增粘剂、引气剂、消泡剂等，其中防腐阻锈剂为钢筋钝化剂和氨基醇。而钝化剂与氨基醇的作用，如其在说明书第0017段中的描述：“钝化剂有利促进钢筋表面形成致密钝化膜，同时氨基醇通过螯合作用在钢筋表面形成一层有机物的吸附膜，其憎水基团伸向外侧空间，阻止氯离子接近钢筋表面，从而大幅度提高钢筋表面钝化膜的脱钝的氯离子临界浓度”，因此钝化剂与氨基醇的主要作用是阻锈。该复合型防腐阻锈剂中的其他组分对进入混凝土的硫酸根离子作用非常有限，其防腐作用有限。
中国发明专利CN104478286B公开了一种复合型混凝土防腐阻锈剂，主要由聚羧酸减水剂、十二烷基磺酸钠、N-甲基乙醇胺、钼酸钠等组分组成，能够提高混凝土的抗氯离子渗透性能，能够显著缓解氯离子对钢筋钝化膜的破坏，具有显著的阻锈效果，能够通过一定的物理手段阻止硫酸根离子进入混凝土，但该组成配比无法吸收进入混凝土的硫酸根离子。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题之一在于提供一种提高混凝土耐久性的混凝土防腐阻锈剂。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，该制备方法制得的混凝土防腐阻锈剂可以提高混凝土的耐久性。
本发明是这样实现的：
一种混凝土防腐阻锈剂，包括如下原料及其质量比：
Figure BDA0002083932240000021
进一步地，所述聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG，分子量3000)为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
进一步地，所述硝酸钡、乙二醇、乙二胺四亚甲基膦酸，其质量比为(1～5)：(1～3)：1。
进一步地，所述维生素C、乙二胺四乙酸二钠，其质量比为1:1～3:1。
一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：分别制备硝酸钙水溶液和碳酸钠水溶液，其摩尔比为n[Ca(NO3)2]：n[Na2CO3]＝1:1～1.2:1；
步骤二：纳米碳酸钙悬浮液的制备：将聚羧酸减水剂、乙二胺四亚甲基膦酸溶于水中并置于四口烧瓶中，之后同时向烧瓶中匀速滴加硝酸钙溶液和碳酸钠溶液，反应在20℃-35℃下进行，整个滴加过程1-3h完成；
步骤三：将硝酸钡、乙二醇、维生素C、乙二胺四乙酸二钠溶解于水中，并将其投入步骤二制备的纳米碳酸钙悬浮液中，搅拌均匀。
所述聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG，分子量3000)为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
所述硝酸钡、乙二醇、乙二胺四亚甲基膦酸，其质量比为(1～5)：(1～3)：1。
所述维生素C、乙二胺四乙酸二钠，其质量比为1:1～3:1。
本发明的优点在于：本发明提供的一种混凝土防腐阻锈剂，用其配制的混凝土具有良好的抗硫酸盐侵蚀和阻锈效果，且能够实现低水胶比下混凝土和易性好，施工操作方便。本发明能够提高混凝土早期强度，而不影响混凝土后期强度的发展；可以改善混凝土孔隙结构，提高混凝土抵抗有害离子渗透的性能；具有显著的阻锈和抗硫酸盐腐蚀性能，提升混凝土的耐久性能。
【具体实施方式】
实施例1：
将104.7g四水硝酸钙溶于100ml水中制得硝酸钙溶液，将47.0g碳酸钠溶于250ml水中制得碳酸钠溶液；
将22.2g聚羧酸减水剂，10.5g乙二胺四亚甲基膦酸溶于231ml水中并置于烧瓶中，之后同时向烧瓶中匀速滴加硝酸钙溶液和碳酸钠溶液，反应在20℃下进行，整个滴加过程为1.5h，制得纳米碳酸钙悬浮液。
将22.9g硝酸钡、17.5g乙二醇、29.2g维生素C、15.3g乙二胺四乙酸二钠溶于150ml水中，并将该混合水溶液投入上述纳米碳酸钙悬浮液中，搅拌均匀。
其中聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG，分子量3000)为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
实施例2：
将121.1g四水硝酸钙溶于100ml水中制得硝酸钙溶液，将49.4g碳酸钠溶于250ml水中制得碳酸钠溶液；
将26.7g聚羧酸减水剂，9.0g乙二胺四亚甲基膦酸溶于217ml水中并置于烧瓶中，之后同时向烧瓶中匀速滴加硝酸钙溶液和碳酸钠溶液，反应在25℃下进行，整个滴加过程为2h，制得纳米碳酸钙悬浮液。
将30.5g硝酸钡、11.5g乙二醇、25g维生素C、10g乙二胺四乙酸二钠溶于150ml水中，并将该混合水溶液投入上述纳米碳酸钙悬浮液中，搅拌均匀。
其中聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG，分子量3000)为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
对上述实施例所得的防腐阻锈剂按《混凝土防腐阻锈剂》GB/T31296-2014进行性能测试，本发明防腐阻锈剂的掺量为10％，主要测试指标为氯离子渗透系数比、硫酸盐侵蚀系数比、腐蚀电量比。
试验所用原材料：基准水泥；Ⅱ区中砂，细度模数2.6-2.9，含泥量小于1％；硫酸盐侵蚀系数比和氯离子渗透系数比试验采用公称粒径为5mm-20mm，二级配，满足连续级配要求的碎石；腐蚀电量比试验采用公称粒径为5mm-10mm的Ⅰ类碎石。试验过程中，受检混凝土和其对应的基准混凝土采用相同的水灰比和坍落度，水灰比为0.50。在进行硫酸盐侵蚀系数比和氯离子渗透系数比试验时，控制混凝土坍落度在80mm±10mm；在进行腐蚀电量比试验时，控制混凝土坍落度在50mm±10mm。基准混凝土和受检混凝土均通过调整用水量，控制混凝土达到规定坍落度，按照规定水灰比来计算水泥和混凝土防腐阻锈剂的用量。
硫酸盐侵蚀系数比和氯离子渗透系数比试验：基准混凝土配合比C:S:G:W＝2:3.66:5.97:1，实施例1混凝土配合比C:S:G:W＝2:4.86:7.93:1，实施例2混凝土配合比C:S:G:W＝2:5.26:8.58:1；腐蚀电量比试验：基准混凝土配合比C:S:G:W＝2:3.79:4.64:1，实施例1混凝土配合比C:S:G:W＝2:5.08:6.21:1，实施例2混凝土配合比C:S:G:W＝2:5.51:6.73:1；试验结果如表1所示。
表1：
Figure BDA0002083932240000051
从上述表1可以看出，实施例1、2的防腐阻锈剂的性能指标均符合《混凝土防腐阻锈剂》GB/T 31296-2014标准的指标要求，即实施例1、2的防腐阻锈剂具有良好的抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透性能及良好的阻锈性能。
为了研究本发明防腐阻锈剂对混凝土力学性能的影响，进行以下的对比试验。
配置对比样1：将22.2g聚羧酸减水剂，溶于977.8g水中，搅拌均匀；对比样2：将26.7g聚羧酸减水剂，溶于973.3g水中，搅拌均匀。参照《混凝土外加剂》GB 8076-2008进行力学性能测试。外加剂掺量为10％，水泥用量为360kg/m3，对比样1和实施例1的混凝土配合比为：C:S:G:W＝2:4.86:7.93:1，对比样2和实施例2的混凝土配合比为：C:S:G:W＝2:5.26:8.58:1，混凝土抗压强度比如下表2所示。
表2：
Figure BDA0002083932240000061
从表2可以看出，与单独掺加聚羧酸减水剂的混凝土相比，掺加本发明防腐阻锈剂的混凝土，混凝土3d、7d、28d强度都有一定程度的提高。
本发明复合型混凝土防腐阻锈剂是由聚羧酸减水剂、纳米碳酸钙(由硝酸钙和碳酸钠在本发明方法下合成)、阻锈组分、防腐组分等经过合理配比制备而成。聚羧酸减水剂为分散组分，它能够在保证混凝土流动性的前提下大大减水用水量，因此使得硬化混凝土内部毛细孔隙减少，密实度提高，抗渗能力显著增强。同时，聚羧酸减水剂和乙二胺四亚甲基膦酸(防腐组分之一)作为分散组分，与硝酸钙、碳酸钠共沉淀生产稳定的纳米碳酸钙悬浮液。纳米碳酸钙还可以促进水化反应，提高混凝土早期强度；纳米碳酸钙可填充混凝土的孔隙，从而改善混凝土的界面结构，提高混凝土的抗渗透性能，且不影响混凝土后期强度的提高。防腐组分能够和钙矾石基本结构单元(极性阳离子)发生化学反应生成更稳定的络合物，阻止钙矾石的产生，同时也减少了由钙矾石向碳硫硅钙石直接转变的可能性。阻锈组分能够在钢筋表面生成致密的、稳定的配位化合物保护膜层，将钢筋与氯离子隔离，防止钢筋的锈蚀。这些组分通过物理阻隔、化学反应叠加作用，不断循环进行，提高了混凝土抗有害离子渗透的性能，具有显著的阻锈和抗硫酸盐腐蚀性能，可以提升混凝土的耐久性。
本发明能够提高混凝土早期强度，而不影响混凝土后期强度的发展；可以改善混凝土孔隙结构，提高混凝土抵抗有害离子渗透的性能；具有显著的阻锈和抗硫酸盐腐蚀性能，提升混凝土的耐久性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：包括如下原料及其质量比：
Figure FDA0002083932230000011
2.如权利要求1所述的一种混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
3.如权利要求1所述的一种混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述硝酸钡、乙二醇、乙二胺四亚甲基膦酸，其质量比为(1～5)：(1～3)：1。
4.如权利要求1所述的一种混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述维生素C、乙二胺四乙酸二钠，其质量比为1:1～3:1。
5.如权利要求1所述的一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：分别制备硝酸钙水溶液和碳酸钠水溶液，其摩尔比为n[Ca(NO3)2]：n[Na2CO3]＝1:1～1.2:1；
步骤二：纳米碳酸钙悬浮液的制备：将聚羧酸减水剂、乙二胺四亚甲基膦酸溶于水中并置于四口烧瓶中，之后同时向烧瓶中匀速滴加硝酸钙溶液和碳酸钠溶液，反应在20℃-35℃下进行，整个滴加过程1-3h完成；
步骤三：将硝酸钡、乙二醇、维生素C、乙二胺四乙酸二钠溶解于水中，并将其投入步骤二制备的纳米碳酸钙悬浮液中，搅拌均匀。
6.如权利要求5所述的一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，其特征在于：所述聚羧酸减水剂，由丙烯酸和异戊烯醇聚氧乙烯醚为单体通过自由基共聚反应得到，固含量45％，pH为10.0。
7.如权利要求5所述的一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，其特征在于：所述硝酸钡、乙二醇、乙二胺四亚甲基膦酸，其质量比为(1～5)：(1～3)：1。
8.如权利要求5所述的一种混凝土防腐阻锈剂的制备方法，其特征在于：所述维生素C、乙二胺四乙酸二钠，其质量比为1:1～3:1。
CN201910481322.5A 2019-06-04 2019-06-04 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法 Active CN110183136B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910481322.5A CN110183136B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910481322.5A CN110183136B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110183136A CN110183136A (zh) 2019-08-30
CN110183136B true CN110183136B (zh) 2022-01-04

Family

ID=67720195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910481322.5A Active CN110183136B (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110183136B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111470797B (zh) * 2020-04-10 2022-04-19 广西科达建材化工有限公司 混凝土阻锈剂
CN115703673B (zh) * 2021-08-03 2024-01-02 江苏苏博特新材料股份有限公司 一种疏水阻锈材料及其制备方法
CN115785302B (zh) * 2022-12-23 2024-04-16 科之杰新材料集团有限公司 一种抗菌单体、混凝土外加剂用防腐剂及其制备方法
CN117263565B (zh) * 2023-10-08 2024-04-09 石家庄市长安育才建材有限公司 一种混凝土多功能防腐阻锈剂及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1094995B1 (en) * 1998-06-23 2003-07-30 Mbt Holding Ag Corrosion inhibitor for cement compositions
CN101792279A (zh) * 2010-02-08 2010-08-04 徐运海 混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配方及制备工艺
CN105174808A (zh) * 2015-10-12 2015-12-23 福建建工建材科技开发有限公司 一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂
CN106242353A (zh) * 2016-08-02 2016-12-21 山东宏艺科技股份有限公司 一种海洋工程混凝土用外加剂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1094995B1 (en) * 1998-06-23 2003-07-30 Mbt Holding Ag Corrosion inhibitor for cement compositions
CN101792279A (zh) * 2010-02-08 2010-08-04 徐运海 混凝土抗硫酸盐侵蚀剂的配方及制备工艺
CN105174808A (zh) * 2015-10-12 2015-12-23 福建建工建材科技开发有限公司 一种地下混凝土结构用抗硫酸盐侵蚀的防腐剂
CN106242353A (zh) * 2016-08-02 2016-12-21 山东宏艺科技股份有限公司 一种海洋工程混凝土用外加剂

Also Published As

Publication number Publication date
CN110183136A (zh) 2019-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110183136B (zh) 一种混凝土防腐阻锈剂及其制备方法
CN111689752B (zh) 一种多源固废基注浆胶凝材料及其制备方法和应用
CN103896527A (zh) 轻质高强水泥基复合材料
NZ551564A (en) Providing freezing and thawing resistance to cementitious compositions
CN110183150B (zh) 一种硅铝质废弃物氯离子固化剂及其制备方法和应用
CN111732401A (zh) 一种滨海结构连接用防腐型混凝土灌浆料及其制备方法
CN104386965A (zh) 一种抗硫酸盐耐腐蚀抗渗免蒸压c80p12混凝土管桩
CN112028580A (zh) 一种修复砂岩石窟岩体裂缝的防渗水灌浆材料及其制备方法
CN106746776A (zh) 水泥熟料及其制备方法
CN105272005A (zh) 超高性能水泥基抗冲磨材料
CN111333403A (zh) 一种磷镁基水泥混凝土涂层防护材料制备方法及应用
CN103570307A (zh) 防腐阻锈型预应力孔道压浆料
CN104176964A (zh) 一种混凝土复合防腐剂
CN108117289B (zh) 一种磷铝酸盐基海工胶凝材料
CN105948615B (zh) 一种利用炉石粉配制的抗渗混凝土
CN105439512A (zh) 一种易搅拌的超高强水泥基灌浆材料
CN111606599A (zh) 一种混凝土用聚合物改性剂、制备方法以及抗渗防水混凝土
CN111978036B (zh) 一种c50级海洋高性能混凝土
CN109336485A (zh) 一种高强耐腐蚀底板混凝土
CN110451840B (zh) 一种复合式密实剂
Ming et al. Experimental research of concrete with steel slag powder and zeolite powder
CN112299765B (zh) 一种利用钢渣制备的灌浆材料及其制备方法和用途
CN113979707A (zh) 一种氧化石墨烯改性高抗蚀混凝土及其制备方法
CN114105573A (zh) 水性eau高阻隔防腐砂浆
CN116924749B (zh) 一种适用于海水环境的混凝土修补注浆材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant