CN113614054B - 存在于具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面的硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于存在于具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面的硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制以及任选的恢复的方法，该方法包括将碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或其混合物施用在一个或多个所述表面上的步骤。本公开还涉及碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或其混合物通过被施用在包括暴露于氯化物侵入的金属增强体的硬化混凝土结构的一个或多个表面上而作为腐蚀抑制剂的用途。本公开还涉及用于抑制存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀的腐蚀抑制性组合物，该硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面。

Description

存在于具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面的硬化混凝 土结构中的金属增强体的腐蚀抑制
技术领域
本公开涉及存在于具有暴露于氯化物侵入(包括对金属增强体的腐蚀)的一个或多个表面的硬化(也称为凝固)混凝土结构比如建筑物、桥梁、道路等(在下文中称为“增强混凝土结构”)中的金属增强体的腐蚀抑制。腐蚀抑制剂被定义为“在浓度下且在侵蚀性环境中，抑制、防止或最小化腐蚀的物质或混合物”。
背景技术
为了结构目的的混凝土结构比如建筑物、桥梁、道路等由硬化混凝土制成，并且通常在它们的核心具有金属增强体以增强硬化混凝土并且保持凝固混凝土受压缩。混凝土在压缩下牢固，但是具有弱的拉伸强度。这些金属增强体的最常见形式是钢筋(rebar)(钢筋(reinforcing bar)的简称)和丝网。其他类型的金属增强体是网格、主梁、槽形梁等。金属可以是铁和钢的形式。钢筋显著提高混凝土结构体的拉伸强度。
氯化物攻击对钢筋混凝土结构造成明显的威胁，尤其是对于在海洋环境中的结构体或者可能暴露于高浓度盐的结构体。氯化物攻击的净结果是对金属增强体的腐蚀，这导致混凝土结构的破裂和剥落，并且在一些情况下因为混凝土的负荷承载能力受到损害而导致灾难性的结构破坏。
攻击模式来源于水分携带的、通过毛细管作用经由其孔隙和微孔被吸收到混凝土中的盐和其他腐蚀性物质。一旦被吸收，这些物质就起到降低混凝土的pH值的作用，从而消除其钝化氧化物层，否则所述钝化氧化物层将会提供对钢筋的保护。随着氯离子与钢和周围钝化材料相遇而产生形成盐酸的化学过程，发生腐蚀。盐酸在钢筋处进行侵蚀。
在冬季，桥梁、公路、停车场、人行道等的混凝土暴露于盐，比如氯化钙和氯化钠，这些盐用于抵消雪和冰的不期望积聚。尽管这些氯化物盐在对这样的钢筋混凝土结构的混凝土表面进行除冰方面是有益的，但是它们最通常地使所形成的氯化物溶液迁移到其暴露表面中。暴露表面可以是水平的以及垂直的(比如墙壁和柱子)。另外，与钢筋混凝土结构体接触的含盐的海水可能侵入到混凝土孔隙中。
一种已知的用于存在于混凝土结构内部的金属增强体的腐蚀抑制的方法是施用亚硝酸钙。
例如，在US 6,810,634中，公开了一种使用亚硝酸钙控制含有金属块或结构体的水硬水泥中的腐蚀的方法。该方法包括将至少一种能够螯合氯离子的化合物引入到含有金属元素的新拌混凝土中。
在US 4,605,572中，描述了一种用于抑制嵌入无机材料比如混凝土中的现存钢材料的腐蚀的方法。该方法包括将无机盐比如亚硝酸钙的水溶液施用到无机材料的表面的步骤。
然而，亚硝酸钙的缺点是其对于环境是有毒的，因为其可以被雨水冲刷，或者被水侵入。亚硝酸钙对于处理它的工作人员也是有毒的，因此导致健康风险。最后一个缺点是亚硝酸钙使用昂贵。
本公开的目的是通过以下方式抑制包含增强体的混凝土的腐蚀：使用对环境和处理液体的工作人员的健康无害以及应用成本更低的液体，浸渗暴露于造成金属增强体腐蚀的氯化物侵入的钢筋混凝土结构的一个或多个表面。
概述
根据本公开的第一方面，描述了一种用于存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制的方法，其中该方法包括将碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铵水溶液、硝酸铝水溶液或它们的混合物施用在暴露于氯化物侵入的钢筋混凝土结构的一个或多个表面上。水溶液不含亚硝酸钙(Ca(NO2)2)。
出人意料地发现，与现有技术中使用的亚硝酸钙水溶液相比较更廉价并且还无毒的碱金属硝酸盐水溶液或碱土金属硝酸盐水溶液对于嵌入硬化混凝土结构体中的钢筋来说是腐蚀抑制性的。
还已经发现，碱金属硝酸盐水溶液或碱土金属硝酸盐水溶液从硬化混凝土结构体的表面渗透到混凝土结构体的足够深度而到达钢筋，并且发挥腐蚀抑制作用。以此方式，仅需要将腐蚀抑制剂施用在位于钢筋上方的表面区域上，与在混凝土拌合料硬化之前将溶液施用到混凝土拌合料中的情况相比，通过此方式需要使用较少的溶液。
还观察到，根据本公开的此方法导致长期的结果。
需要注意的是，施用如上所述的溶液的另外的效果是可以存在已经被腐蚀的嵌入硬化钢筋混凝土结构体中的金属增强体的恢复。
在根据本公开的一种可行的方法中，将硝酸钙水溶液施用在一个或多个表面上，所述硝酸钙水溶液包含10重量％至20重量％、更特别地15重量％至20重量％、并且最特别地大约15重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。
在根据本公开的一个任选方法中，水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由以下各项组成的组：
-乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
-仲醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
-甘油单酯和甘油二酯，
-炔属醇和炔属二醇，以及烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
-N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
-N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
-磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
-N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐。
当将这样的表面活性剂应用于在具有经历腐蚀或易于腐蚀的金属增强体的硬化混凝土结构的表面上的连续涂层中时，其通过改变组合物的表面张力而提供增强的润湿和渗透能力。
在根据本公开的一个任选方法中，水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％的有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚，更特别地乙二醇单丁醚。
二醇醚提供水溶液的良好长期稳定性和货架期，如本文中设想的，并且改善水基溶液的润湿性质，如本文中设想的。
根据本公开的另一个方面，描述了碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或它们的混合物通过将其施用在包括暴露于氯化物侵入的金属增强体的硬化混凝土结构的一个或多个表面上而作为腐蚀抑制剂的用途。
在根据本公开的一个可行用途中，将硝酸钙水溶液施用在硬化钢筋混凝土结构的表面上。硝酸钙水溶液特别地包含10重量％至20重量％、更特别地15重量％至20重量％、并且最特别地大约15重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。
在根据本公开的一个具体用途中，水溶液包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由以下各项组成的组：
-乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
-仲醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
-甘油单酯和甘油二酯，
-炔属醇和炔属二醇，以及烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
-N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
-N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
-磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
-N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐。
在根据本公开的一个可行用途中，水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％的有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚。更特别地，使用乙二醇单丁醚。
根据本公开的另一个方面，描述了一种用于抑制存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀的腐蚀抑制性组合物，所述硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面，所述腐蚀抑制性组合物包含
-10重量％至20重量％、更特别地15重量％至20重量％、并且最特别地15重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙；
-0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由以下各项组成的组：
·乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
·乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
·仲醇乙氧基化物，
·乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
·甘油单酯和甘油二酯，
·炔属醇和炔属二醇，
·烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
·N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
·N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
·磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
·N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐，以及
-0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％的有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚，更特别地乙二醇单丁醚。
附图说明
图1示出了表示水/水泥比为0.5(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的半电池电势(以μV计)的平均值相对于时间(以天计)的图，所述混凝土试样用(腐蚀抑制)组合物1、(腐蚀抑制)组合物2以及比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和进行处理，并且参照物未进行表面处理；
图2示出了表示水/水泥比为0.65(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的半电池电势(以μV计)的平均值相对于时间(以天计)的图，所述混凝土试样用组合物1、组合物2以及比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和进行处理，并且参照物未进行表面处理；
图3示出了表示水/水泥比为0.5(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的极化电阻(以Ω计)的平均值相对于时间(以天计)的图，所述混凝土试样用组合物1、组合物2以及比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和 进行处理，并且参照物未进行表面处理；
图4示出了表示水/水泥比为0.65(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的极化电阻(以Ω计)的平均值相对于时间(以天计)的图，所述混凝土试样用组合物1、组合物2以及比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和 进行处理，并且参照物未进行表面处理；
图5示出了表示组合物1、组合物以及比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和Grace DCI-S以及未进行表面处理的参照物的根据ASTM G-109的总积分电流即总腐蚀(以库伦计)的平均值相对于时间(以天计)的图。
详述
本公开涉及用于存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制的方法，所述硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个(外)表面。腐蚀抑制是当化学物质(腐蚀抑制剂)以低浓度加入到环境中时利用其使腐蚀最小化或防止腐蚀。然而，也可以存在已经被腐蚀的金属增强体的恢复的另外的效果。
在此方法中，将碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或这些溶液中的两种以上的混合物施用在暴露于卤化物侵入的硬化混凝土结构的表面中的一个或多个上。
更特别地，将硝酸钙水溶液施用在这些表面中的一个或多个上。硝酸钙水溶液特别地包含10重量％至20重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。更特别地，15重量％至20重量％，并且最特别地大约15重量％的硝酸钙溶解在去离子水中。
水溶液还可以包含一种或多种渗透促进剂，也被称为表面活性剂和/或助溶剂，其选自包括以下各项的组：
-乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
-仲醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
-甘油单酯和甘油二酯，
-炔属醇和炔属二醇，以及烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
-N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
-N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
-磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
-N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐。
这样的表面活性剂的实例是：1，4-二甲基-1，4-双-(2-甲基丙基-)-2-丁炔-1，4-二醇醚，其与环氧乙烷聚合，甲基封端(2502，来自Evonik)，2，4，7，9-四甲基-1，5-癸炔-4，7-二醇(/>104，来自Evonik)，聚(氧-1，2-乙烷二基)，α-[3，5-二甲基-1-(2-甲基丙基)己基]-ω-羟基(Tergitol TMN-6，来自Croda)，N-油酰基肌氨酸钠(Crodasinic OS35，来自Croda)。
这些表面活性剂特别地以0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％存在。
水溶液还可以包含有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚，更特别地乙二醇单丁醚。这些中，乙二醇单丁醚是优选的。其一个实例是来自Dow Chemical的丁基溶纤剂溶剂(Butyl Cellosolve Solvent)。
有机溶剂特别地以0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％存在。
本公开还涉及碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或其中两种以上的混合物通过将其施用在包括暴露于氯化物侵入的金属增强体的硬化混凝土结构的一个或多个表面上而作为腐蚀抑制剂的用途。
因此，该溶液可以用作腐蚀抑制剂，而且还可以作为腐蚀恢复剂。
特别地，施用硝酸钙水溶液。此硝酸钙水溶液包含10重量％至20重量％、更特别地15重量％至20重量％、并且最特别地大约15重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。
水溶液可以包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由以下各项组成的组：
-乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
-仲醇乙氧基化物，
-乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
-甘油单酯和甘油二酯，
-炔属醇和炔属二醇，以及烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
-N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
-N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
-磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
-N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐。
水溶液还可以包含0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％的有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚，更特别地乙二醇单丁醚。
本公开还涉及用于存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制的腐蚀抑制性组合物，所述硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面。此腐蚀抑制性组合物特别地包含：
-10重量％至20重量％、更特别地15重量％至20重量％、并且最特别地15重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙；
-0.1重量％至5.0重量％、更特别地0.5重量％至3.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由以下各项组成的组：
·乙氧基化的直链醇，更特别地乙氧基化程度超过10的乙氧基化的脂肪醇，并且更特别地十三烷醇乙氧基化物，
·乙氧基化程度在12至20范围内的乙氧基化的辛基苯酚、壬基苯酚和十二烷基苯酚，
·仲醇乙氧基化物，
·乙氧基化程度在8至10的范围内的乙氧基化的硫醇，特别是叔十二烷基硫醇，
·甘油单酯和甘油二酯，
·炔属醇和炔属二醇，
·烷氧基化的炔属醇和炔属二醇，
·N-(烷氧基羰基)丙氨酸，更特别地N-辛基丙氨酸、N-十二烷基丙氨酸、N-十六烷基丙氨酸和/或N-十八烷基丙氨酸，
·N-烷基化的吡咯烷酮，更特别地1-(C8-C12-烷基)-2-吡咯烷酮，更特别地1-辛基-2-吡咯烷酮、1-十二烷基-2-吡咯烷酮，
·磺基琥珀酸的烷基酯，更特别地磺基琥珀酸的C14-C18二酯，
·N-酰基肌氨酸盐，更特别地N-油酰基肌氨酸、N-月桂酰基肌氨酸、N-肉豆蔻酰基肌氨酸和/或N-椰油酰基肌氨酸，和/或它们的钠盐，以及
-0.1重量％至5.0重量％、更特别地1.0重量％至2.0重量％的有机溶剂，所述有机溶剂选自由以下各项组成的组：二醇醚，包括亚乙基取代的单乙基二醇醚、单甲基二醇醚、单丙基二醇醚和单丁基二醇醚，更特别地乙二醇单丁醚。
该组合物作为腐蚀抑制性组合物，而且还可以作为腐蚀恢复组合物。
实验
对于每个水/水泥比(0.5和0.65)以及对于所测试的每个不同的腐蚀抑制剂，制备具有如表1所示的组成的三个硬化钢筋混凝土试样，这意味着对于每个组成总共有6个试样。对于所有试样，水泥/砂比都相同，即1/3。测试两种不同的水/水泥比(即0.50和0.65)。在混凝土拌合料的水中加入5kg/m3的NaCl以提高腐蚀活性。然后将混凝土拌合料浇注到尺寸为100mm×100mm×100mm的立方模具中。将4个钢筋以与试样中心相等的距离放入每个模具中。将试样完全固化，即将它们在标准条件(22℃，50％RH)下固化3天，然后脱模并再在水中固化25天(22℃，100％RH)。适当地制备钢筋混凝土试样用于电化学测量，并且钢筋用环氧密封进行绝缘。
表1：混凝土试样的拌合料设计
通过将0.31/m2的如以下表2和3所示的两种不同腐蚀抑制性组合物(组合物1和组合物2)施用在试样的一个表面上，将试样处理3次。
材料 重量％
硝酸钙 15.0
烷氧基化的炔属二醇 0.5
乙二醇单丁醚 1.5
去离子水 83.0
表2：腐蚀抑制性组合物1(组合物1)
材料 重量％
硝酸钙 15.0
炔属二醇 1.0
乙二醇单丁醚 1.5
去离子水 82.5
表3：腐蚀抑制性组合物2(组合物2)
在第一测试中，测试在用组合物1和组合物2对混凝土基质进行表面处理之后组合物扩散到混凝土基质中的能力(或者换言之，渗透深度)。将各完全固化的试样(如上所述)用0.3l/m2的各组合物处理3次，每次6小时。之后，将经处理的混凝土试样在标准条件(22℃，50％RH)下储存一周。在表4中，示出了硝酸盐在经处理的混凝土试样中的渗透深度的测量结果。这些测量结果基于对在从不同深度处混凝土试样收集的粉尘样品中的硝酸盐的检测。该检测基于用磺胺酸和α-萘胺萃取的样品的颜色反应。最终的溶液在λ＝520nm处吸收强烈，并且通过分光光度法评价NaNO2。采用Spectroquant NOVA 60分光光度计。在以下表4中给出结果。
表4：在经处理的混凝土试样中的硝酸盐的测量结果
根据表4所示的测量结果，可以得出以下结论：
-组合物1和组合物2充分地渗透硬化钢筋混凝土而到达钢筋，即到达1-3cm和3-4cm的深度，以此方式能够保护钢筋免受由氯化物侵入造成的腐蚀；
-组合物2与组合物1相比实现了更高的渗透，尤其是在存在钢筋的区域中。
在第二测试中，使用根据ASTM C876-09(混凝土中未涂覆钢筋的腐蚀电势的标准测试方法(Standard test method for corrosion potentials ofuncoated reinforcingsteel in concrete))的电化学测量，测量用相同的组合物1和组合物2处理过的混凝土试样的半电池电势。为了测定钢筋的腐蚀活性，此测试方法涵盖了对在现场和实验室混凝土中的未涂覆钢筋的腐蚀电势的估计。图1中示出了水/水泥比为0.5(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的半电池电势(以μV计)的平均值随时间的关系，而在图3中示出了极化电阻(以Ω计)的平均值随时间(以天计)的关系，所述混凝土试样用组合物1、组合物2、比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和进行处理，并且参照物未进行表面处理。/>是一种含有15重量％亚硝酸钙的液体，并且可从Cambridge，Mass.的W.艮Grace Construction Products得到。将其作为掺合料加入到新拌混凝土中。是一种表面施用的混合腐蚀抑制剂，其设计为用作钢筋混凝土的浸渗物。/>基于有机化合物，即氨基醇以及氨基醇的盐。根据图1，可以得出以下结论：组合物2表现出与/>类似的性能。图3证实了图1的结论，同时其显示组合物2和Grace/>表现类似。根据图3，组合物1积极地保护钢筋，尤其是在测试的前12个月期间。图2中示出了水/水泥比为0.65(包含5kg/m3的混合NaCl)的混凝土试样的半电池电势(以μV计)的平均值随时间的关系，而在图4中示出了极化电阻(以Ω计)的平均值随时间(以天计)的关系，所述混凝土试样用组合物1、组合物2、比较腐蚀抑制性产品Grace Postrite和/>进行处理，并且参照物未进行表面处理。在图2中，显示所有施用的腐蚀抑制剂表现类似。组合物2与/>和Grace/>表现出类似的性能。图4证实了由图2得出的结论。
在第三测试中，根据ASTM G109-07方法(测定化学掺合料对嵌入暴露于氯化物环境的混凝土中钢筋腐蚀的影响的标准测试方法(Standard test method for determiningeffects of chemical admixtures on corrosion of embedded steel reinforcementin concrete exposed to chloride environments))制备一组钢筋混凝土试样。此测试方法涵盖了用于测定化学掺合料对混凝土中金属腐蚀的影响的程序。此测试方法可以用于评价计划用于抑制混凝土中钢的氯化物引起的腐蚀的材料。根据表1中提供的拌合料设计适当地制备试样，其中水/水泥比为0.5。每立方米在水中的混凝土拌合料加入5kg的NaCl以提高腐蚀活性。
在以下表5a和5b中，根据ASTM G109-07对未进行表面处理的参照样品以及对用组合物1、组合物2以及比较腐蚀抑制性产品GraceGrace/>和处理的样品的腐蚀测试结果。
表5a：根据ASTM G109-07对未进行表面处理的参照样品以及用组合物1和组合物2处理的样品的腐蚀测试结果
表5b：根据ASTM G109-07对用比较腐蚀抑制性产品Grace 和/>处理的样品的腐蚀测试结果在图5中，对于组合物1、组合物2、比较腐蚀抑制性产品Grace/>Grace/>和以及参照物，示出了根据ASTMG109-07方法的总积分电流即总腐蚀(以库伦计)的平均值随时间(以天计)的关系。Grace/>是一种在配料过程期间加入到混凝土中的液体腐蚀抑制剂。其含有最少30％的亚硝酸钙。ASTM G109-07-测试的原理是“总积分电流越低，存在越少的腐蚀”。根据图5，可以得出以下结论：组合物2比Grace和Grace/>表现稍好。还可以得出以下结论：与在配料过程期间作为掺合料施用到混凝土拌合料中的腐蚀抑制性组合物(例如Grace/>)相比，施用了腐蚀抑制性组合物2的表面更有效地延迟嵌入钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀。/>

Claims (12)

1.一种用于存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制的方法，所述硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面，其中所述方法包括将碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或它们的混合物施用在所述表面中的一个或多个上的步骤，其中所述水溶液还包含选自由以下各项组成的组中的有机溶剂：乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚，并且其中所述水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％的选自炔属醇和炔属二醇的渗透促进剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机溶剂为乙二醇单丁醚。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将硝酸钙水溶液施用在所述表面中的一个或多个上，所述硝酸钙水溶液包含10重量％至20重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述水溶液包含0.5重量％至3.0重量％的选自炔属醇和炔属二醇的渗透促进剂。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述水溶液包含0.1重量％至5.0重量％的选自由以下各项组成的组的有机溶剂：乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚。
6.碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或它们的混合物通过将其施用在硬化混凝土结构的一个或多个表面上而作为腐蚀抑制剂的用途，所述硬化混凝土结构包括暴露于氯化物入侵的金属增强体，其中所述水溶液还包含选自由以下各项组成的组的有机溶剂：乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚，并且其中所述水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％的选自炔属醇和炔属二醇的渗透促进剂。
7.根据权利要求6所述的用途，其中所述有机溶剂为乙二醇单丁醚。
8.根据权利要求6或7所述的用途，其中施用硝酸钙水溶液，所述硝酸钙水溶液包含10重量％至20重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙。
9.根据权利要求6或7所述的用途，其中所述水溶液包含0.5重量％至3.0重量％的选自炔属醇和炔属二醇的渗透促进剂。
10.根据权利要求6或7所述的用途，其中所述水溶液还包含0.1重量％至5.0重量％的选自由以下各项组成的组的有机溶剂：乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚。
11.一种用于抑制存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀的腐蚀抑制性组合物，所述硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面，所述腐蚀抑制性组合物包含
10重量％至20重量％的溶解在去离子水中的硝酸钙；
0.1重量％至5.0重量％的渗透促进剂，所述渗透促进剂选自由炔属醇和炔属二醇组成的组中，以及
0.1重量％至5.0重量％的选自由以下各项组成的组的有机溶剂：乙二醇单乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚。
12.根据权利要求11所述的腐蚀抑制性组合物，其中所述有机溶剂为乙二醇单丁醚。
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