CN115504748B - 一种牺牲阳极保护层砂浆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种牺牲阳极保护层砂浆及其制备方法和应用，所述牺牲阳极保护层砂浆包括第一砂浆和第二砂浆，所述第一砂浆附着在牺牲阳极表面，所述第二砂浆附着在所述第一砂浆表面，其中，所述第一砂浆的强度为0.1～2MPa，所述第二砂浆的强度＞20Mpa，本发明所述牺牲阳极保护层砂浆可以很好的解决阳极膨胀问题，既能保护阳极材料在运输和安装过程中不被破坏，又能避免阳极材料因反应发生膨胀而导致整体的阳极装置破裂。
Description
技术领域
本发明属于阴极保护技术领域，涉及一种牺牲阳极保护层砂浆及其制备方法和应用。
背景技术
钢筋混凝结构在使用过程中，会产生很多微小裂纹，空气中的有害物质会通过裂纹渗透到钢筋混凝土结构到达钢筋表面，能和钢筋形成电池效应，使钢筋发生腐蚀。另外混凝土中可能会使用含有氯离子等有害离子的材料，这样会加快钢筋混凝土中钢筋的锈蚀。我们通过在钢筋上绑扎活性更高的阳极材料，使钢筋上的腐蚀电流传导到阳极材料上，因为阳极材料活性更高，腐蚀电流会优先腐蚀阳极材料，从而避免了钢筋受到腐蚀。
阳极在发生反应过程中会生成氧化物，氧化物体积比阳极材料大，因此阳极材料会发生腐蚀膨胀，另外，阳极在运输和安装过程中又要受到好的保护，避免磕碰坏掉。
CN107663636A公开了一种混凝土中钢筋防腐蚀用内置牺牲阳极及其制作方法，该牺牲阳极由包裹砂浆的锌合金块、镁合金球以及金属导线组成，所述的金属导线的一端浇铸镁合金球，另一端连接包裹砂浆的锌合金块。
CN101244926 A公开了一种大气环境钢筋混凝土结构牺牲阳极阴极保护装置，网格状牺牲阳极与混凝土中的钢筋电连接，形成牺牲阳极阴极保护系统，特征是牺牲阳极埋设在活性砂浆中，活性砂浆敷设在钢筋混凝土表面；牺牲阳极采用纯锌或锌合金；活性砂浆由硅酸盐水泥、骨料、水、合成纤维和活性添加剂组成：水灰比0.35～0.55:1；灰砂比0.3～0.6:1；活性添加剂为溴化锂或硝酸锂，掺量0.05～0.50g/cm3；合成纤维选自：聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、纤维素和/或玻璃纤维，掺量0.05～0.5％。
上述方案所述牺牲阳极装置存在有易膨胀，安全性能差的问题，大大限制了其在实际中的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种牺牲阳极保护层砂浆及其制备方法和应用，本发明所述牺牲阳极保护层砂浆既能保护阳极材料在运输和安装过程中不被破坏，又能避免阳极材料因反应发生膨胀而导致整体的阳极装置破裂，从而影响阳极的保护性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种牺牲阳极保护层砂浆，所述牺牲阳极保护层砂浆包括第一砂浆和第二砂浆，所述第一砂浆附着在牺牲阳极表面，所述第二砂浆附着在所述第一砂浆表面，其中，所述第一砂浆的强度为0.1～2MPa，例如：0.1MPa、0.5MPa、1MPa、1.5MPa或2MPa，所述第二砂浆的强度＞20MPa，例如：22MPa、25MPa、28MPa、30MPa或32MPa等。
本发明所述牺牲阳极保护层砂浆包括第一砂浆和第二砂浆，所述第一砂浆强度低，砂浆层中间充满了大量的泡沫，所以阳极材料反生反应产生膨胀的时候，砂浆通过自身收缩，可以吸收掉这部分膨胀体积，使阳极装置整体体积稳定，不会破裂，第二砂浆较高的强度，能更好的保护阳极在运输和施工安装过程中不会被磕坏。
优选地，所述第一砂浆的吸水率≥20％，例如：20％、22％、25％、30％或35％等。
优选地，所述第二砂浆的吸水率≥10％，例如：10％、11％、12％、13％、15％或18％等。
本发明所述第一砂浆和第二砂浆有较高的吸水率，可以使钢筋混凝土结构中的离子能够快速移动，传导电流。
优选地，所述第一砂浆胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂。
优选地，所述胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂的质量比为(10～40):(10～40):(0.01～0.3):(30～60)，例如：10:20:0.01:40、20:30:0.1:50、30:25:0.2:50或40:10:0.3:60等。
本发明所述第一砂浆中加入发泡剂，在浆体中产生足够多的泡沫，添加保水剂使浆体泡沫稳定，加入大量的电解质，钢筋上产生的电流能更容易通过电解质传导到阳极上。第一砂浆中发泡剂的质量份数会影响制得阳极保护层砂浆的性能，发泡剂添加量过小，吸水率不够，发泡剂添加量过大，强度不够。
优选地，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、快硬硫铝水泥、矿渣水泥、矿粉、硅粉、粉煤灰或石粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述硅酸盐水泥包括P.II52.5型硅酸盐水泥。
优选地，所述快硬硫铝水泥包括42.5级快硬硫铝水泥。
优选地，所述核心料包括亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钙或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述第二砂浆包括骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂。
优选地，所述骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂的质量比为(20～60):(10～40):(1～20):(0.1～1):(10～40)，例如：20:10:2:0.1:10、30:20:5:0.2:15、30:20:3:0.2:35、50:30:6:0.6:15或60:40:10:1:40等。
本发明所述第二砂浆中添加保水剂(例如纤维素醚)，使砂浆体积更加稳定，加入大量的电解质，钢筋上产生的电流能更容易通过电解质传导到阳极上。
优选地，所述骨料包括沸石颗粒和/或珍珠岩类玻化微珠。
优选地，所述沸石颗粒包括第一沸石、第二沸石和第三沸石。
优选地，所述第一沸石的目数为16～30目，例如：16目、18目、20目、22目、25目或30目等。
优选地，所述第二沸石的目数为30～50目，例如：30目、35目、40目、45目或50目等。
优选地，所述第三沸石的目数为50～120目，例如：50目、60目、70目、80目、100目或120目等。
第二砂浆中骨料的质量份数会影响制得阳极保护层砂浆的性能，骨料添加量过大，强度降低，骨料添加量过小，吸水率过下，达不到要求。
优选地，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、快硬硫铝水泥、矿渣水泥、矿粉、硅粉、粉煤灰或石粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述硅酸盐水泥包括P.II52.5型硅酸盐水泥。
优选地，所述快硬硫铝水泥包括42.5级快硬硫铝水泥。
优选地，所述保水剂包括纤维素醚、吸水树脂或黄原胶中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述核心料包括亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钙或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述牺牲阳极保护层砂浆的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂混合得到第一砂浆，将骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂混合得到第二砂浆；
(2)将步骤(1)得到的第一砂浆涂覆在牺牲阳极表面，将第二砂浆涂覆在第一砂浆表面得到所述牺牲阳极保护层砂浆。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述牺牲阳极保护层砂浆的应用，所述牺牲阳极保护层砂浆用于阳极保护钢筋
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述牺牲阳极保护层砂浆可以很好的解决阳极膨胀问题，既能保护阳极材料在运输和安装过程中不被破坏，又能避免阳极材料因反应发生膨胀而导致整体的阳极装置破裂。
(2)发明所述牺牲阳极保护层砂浆的强度可达22Mpa以上，吸水率可达31.4％以上，密度可达1233kg/m3以上，本发明所述牺牲阳极保护层砂浆结合了第一砂浆的可膨胀性和吸水性以及第二砂浆的高强度，既能保护阳极材料在运输和安装过程中不被破坏，又能避免阳极材料因反应发生膨胀而导致整体的阳极装置破裂，从而影响阳极的保护性能。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例和对比例中比例若无特殊说明均为质量份数比例。
实施例1
本实施例提供了一种牺牲阳极保护层砂浆，所述牺牲阳极保护层砂浆的制备方法如下：
(1)采用675g 42.5快硬硫铝水泥水泥作为胶凝材料，680g亚硝酸钠作为核心料，添加4.5g发泡剂，与600g水混合得到强度为1.6Mpa、密度为800kg/m3，吸水率为56％的第一砂浆，采用350g 30～70目的沸石颗粒和300g珍珠岩类玻化微珠作为骨料，50g P.II52.5水泥和300g 42.5快硬硫铝水泥作为胶凝材料，1g纤维素醚作为保水剂和250g水混合得到强度为24.2Mpa、密度为1936kg/m3，吸水率为15％的第二砂浆；
(2)将步骤(1)得到的第一砂浆涂覆在牺牲阳极表面，将第二砂浆涂覆在第一砂浆表面得到所述牺牲阳极保护层砂浆。
实施例2
本实施例提供了一种牺牲阳极保护层砂浆，所述牺牲阳极保护层砂浆的制备方法如下：
(1)采用650g 42.5快硬硫铝水泥水泥作为胶凝材料，650g亚硝酸钠作为核心料，添加4g发泡剂，与600g水混合得到强度为1.58Mpa、密度为795kg/m3，吸水率为55％的第一砂浆，采用360g 30～70目的沸石颗粒和320g珍珠岩类玻化微珠作为骨料，55g P.II52.5水泥和310g 42.5快硬硫铝水泥作为胶凝材料，1.2g纤维素醚作为保水剂和250g水混合得到强度为24.5Mpa、密度为1950kg/m3，吸水率为18％的第二砂浆；
(2)将步骤(1)得到的第一砂浆涂覆在牺牲阳极表面，将第二砂浆涂覆在第一砂浆表面得到所述牺牲阳极保护层砂浆。
对比例1
本对比例与实施例1区别仅在于，所述第一砂浆不加入发泡剂，其他条件与参数与实施例1完全相同。
对比例2
本对比例仅使用实施例1中第一砂浆作为牺牲阳极保护层砂浆。
对比例3
本对比例仅使用实施例1中第二砂浆作为牺牲阳极保护层砂浆。
性能测试：
采用JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》中砂浆强度、表观密度和吸水率测试方法对所述砂浆进行测试，测试结果如表1所示：
表1
| 强度(MPa) | 吸水率(％) | 密度(kg/m3) | |
| 实施例1 | 22 | 31.4 | 1234 |
| 实施例2 | 24.5 | 32.8 | 1233 |
| 对比例1 | 15.8 | 16 | 1520 |
| 对比例2 | 9.6 | 56 | 800 |
| 对比例3 | 24.2 | 15 | 1936 |
由表1可以看出，由实施例1-2可得，本发明所述牺牲阳极保护层砂浆的强度可达22Mpa以上，吸水率可达31.4％以上，密度可达1233kg/m3以上，本发明所述牺牲阳极保护层砂浆结合了第一砂浆的可膨胀性和吸水性以及第二砂浆的高强度，既能保护阳极材料在运输和安装过程中不被破坏，又能避免阳极材料因反应发生膨胀而导致整体的阳极装置破裂，从而影响阳极的保护性能。
由实施例1和对比例1对比可得，本发明在第一砂浆中掺杂少量发泡剂，第一层砂浆强度很低，并且砂浆层中间充满了大量的泡沫，所以阳极材料反生反应产生膨胀的时候，砂浆通过自身收缩，可以吸收掉这部分膨胀体积，使阳极装置整体体积稳定，不会破裂。
由实施例1和对比例2-3对比可得，本发明第一砂浆较高的吸水率，可以使钢筋混凝土结构中的离子能够快速移动，传导电流，外层砂浆较高的强度，能更好的保护阳极在运输和施工安装过程中不会被磕坏。将第一砂浆和第二砂浆组合使用既可以提高阳极装置的安全性能又能使钢筋上产生的电流能更容易通过电解质传导到阳极上，避免钢筋受到腐蚀。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (14)
1.一种牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述牺牲阳极保护层砂浆包括第一砂浆和第二砂浆，所述第一砂浆附着在牺牲阳极表面，所述第二砂浆附着在所述第一砂浆表面，其中，所述第一砂浆的强度为0.1～2MPa，所述第二砂浆的强度＞20MPa，所述第一砂浆包括胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂，所述胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂的质量比为(10～40):(10～40):(0.01～0.3):(30～60)，所述第二砂浆包括骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂，所述骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂的质量比为(20～60):(10～40):(1～20):(0.1～1):(10～40)，所述核心料包括亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钙或柠檬酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
2.如权利要求1所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述第一砂浆的吸水率≥20％。
3.如权利要求1所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述第二砂浆的吸水率≥10％。
4.如权利要求1所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、快硬硫铝水泥、矿渣水泥、矿粉、硅粉、粉煤灰或石粉中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求4所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述硅酸盐水泥包括P.II52.5型硅酸盐水泥。
6.如权利要求4所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述快硬硫铝水泥包括42.5级快硬硫铝水泥。
7.如权利要求1所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述骨料包括沸石颗粒和/或珍珠岩类玻化微珠。
8.如权利要求7所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述沸石颗粒包括第一沸石、第二沸石和第三沸石。
9.如权利要求8所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述第一沸石的目数为16～30目。
10.如权利要求8所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述第二沸石的目数为30～50目。
11.如权利要求8所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述第三沸石的目数为50～120目。
12.如权利要求1所述的牺牲阳极保护层砂浆，其特征在于，所述保水剂包括纤维素醚、吸水树脂或黄原胶中的任意一种或至少两种的组合。
13.一种如权利要求1-12任一项所述牺牲阳极保护层砂浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将胶凝材料、核心料、发泡剂和溶剂混合得到第一砂浆，将骨料、胶凝材料、核心料、保水剂和溶剂混合得到第二砂浆；
(2)将步骤(1)得到的第一砂浆涂覆在牺牲阳极表面，将第二砂浆涂覆在第一砂浆表面得到所述牺牲阳极保护层砂浆。
14.一种如权利要求1-12任一项所述牺牲阳极保护层砂浆的应用，其特征在于，所述牺牲阳极保护层砂浆用于阳极保护钢筋。
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Denomination of invention: A sacrificial anode protective layer mortar and its preparation method and application Granted publication date: 20230620 Pledgee: Conghua sub branch of Guangzhou Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: GUANGZHOU KRYSTIC BUILDING MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2024980002432 |
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