一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑，它包括如下重量份的組分：聚羧酸減水劑 15～30份；十二烷基磺酸鈉 3～12份；N-二甲基乙醇胺 15.7～20.6份；鉬酸鈉 1～5份；水 50～60份。本發(fā)明的復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑可堵塞混凝土內(nèi)的毛細(xì)孔，提高混凝土的抗氯離子滲透性能,能顯著緩解氯離子對(duì)鋼筋鈍化膜的破化，增強(qiáng)混凝土耐硫酸鹽腐蝕的能力，具有優(yōu)異的阻銹性能，修復(fù)性能好，可以提升混凝土的耐久性能及混凝土綜合抗腐蝕的能力，顯著提高建筑物耐久性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑。

【背景技術(shù)】
[0002]混凝土應(yīng)用于大型工程建設(shè)已有150多年的歷史?？v觀混凝土技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，可以看出，混凝土技術(shù)的發(fā)展途徑主要遵循了復(fù)合化、高強(qiáng)化、高性能化三大技術(shù)路線(xiàn)。在混凝土技術(shù)發(fā)展初期，人們把主要精力集中在如何提高混凝土的強(qiáng)度方面，并且以混凝土抗壓強(qiáng)度的高低來(lái)代表其性能的優(yōu)劣。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，混凝土強(qiáng)度不斷得以提高，混凝土脆性也在不斷增大，因混凝土產(chǎn)生劣化破壞造成結(jié)構(gòu)整體崩塌的事故在各地接連發(fā)生，一些重要的建筑物如橋梁、高層建筑、水工建筑、海工建筑等對(duì)混凝土的耐久性要求甚至不亞于對(duì)混凝土強(qiáng)度和其它性能的要求。
[0003]鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)的第一破壞因素。鋼筋銹蝕通常表現(xiàn)在混凝土表面沿受力鋼筋方向出現(xiàn)裂縫，并帶有銹斑。這種裂縫表明，膨脹的鐵銹足以使混凝土開(kāi)裂。鋼筋銹蝕不僅能削弱其截面面積，使構(gòu)件承載能力下降，還會(huì)降低鋼筋與混凝土的握裹力，影響兩者共同工作的性能。同時(shí)，由于鋼筋銹蝕后體積膨脹，造成混凝土保護(hù)層破裂，甚至脫落，從而降低了結(jié)構(gòu)的受力性能和耐久性能。因此，如何防止或減緩鋼筋銹蝕對(duì)一個(gè)工程的安全性和使用壽命有著重大的意義。首先，我們要認(rèn)識(shí)混凝土中鋼筋銹蝕的原因，總體來(lái)說(shuō)，混凝土中鋼筋銹蝕的原因有以下五個(gè):1.混凝土碳化造成鋼筋銹蝕:正常情況下，空氣中的二氧化碳?xì)怏w在混凝土表面逐漸被氫氧化鈣吸收，形成碳酸鈣，這種現(xiàn)象稱(chēng)為混凝土碳化，碳化的速度除與二氧化碳的濃度有關(guān)外，還取決于相對(duì)濕度及混凝土的密實(shí)度等。一般狀態(tài)下，由于水泥的水化作用，混凝土內(nèi)的PH值為12?13，在此環(huán)境下，鋼筋周?chē)纬梢环N保護(hù)膜，即鈍化膜，可保護(hù)鋼筋不被銹蝕；當(dāng)PH值小于9時(shí)，該鈍化膜即遭破壞。只有在混凝土內(nèi)堿度降低，也就是說(shuō)碳化深度達(dá)到或超過(guò)鋼筋保護(hù)層時(shí)，鋼筋表面的鈍化膜被破壞，鋼筋才開(kāi)始銹蝕。2.混凝土振搗不密實(shí)或存在裂縫造成鋼筋銹蝕:混凝土水灰比過(guò)大，水泥用量過(guò)少，混凝土振搗不密實(shí)及養(yǎng)護(hù)不到位，在混凝土澆筑過(guò)程中產(chǎn)生露筋、蜂窩、麻面等，會(huì)使混凝土孔隙過(guò)大或存在裂縫，使空氣中的水和二氧化碳?xì)怏w侵入，引起鋼筋銹蝕。3.混凝土內(nèi)摻加氯鹽造成鋼筋銹蝕:氯鹽在提高混凝土的早期強(qiáng)度和防凍方面是很有效的，但如果摻量過(guò)多，過(guò)量的氯離子會(huì)破壞鋼筋表面的鈍化膜，從而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。故規(guī)范規(guī)定一般混凝土結(jié)構(gòu)中氯鹽摻量不得超過(guò)水泥重量的1%。4.侵蝕性氣體的侵入造成鋼筋銹蝕:當(dāng)空氣中含有工業(yè)廢氣，如氯化氫和氯等酸性氣體，將同樣被混凝土吸收而與氫氧化鈣結(jié)合，造成混凝土堿度迅速下降，使鋼筋遭受銹蝕。5.與環(huán)境濕度密切相關(guān):在十分潮濕的環(huán)境中，即相對(duì)濕度接近100%時(shí)，混凝土孔隙中充滿(mǎn)水分，二氧化碳?xì)怏w不容易透入，難以造成鋼筋銹蝕。當(dāng)相對(duì)濕度低于60%時(shí)，在鋼筋表面難以形成水膜，鋼筋幾乎不生銹。而當(dāng)空氣相對(duì)濕度在80%左右時(shí)，有利于碳化作用，混凝土中鋼筋就容易被銹蝕。鋼筋阻銹劑是對(duì)鋼筋起作用的化學(xué)物質(zhì)，其較小的劑量就能達(dá)到阻止或減緩鋼筋銹蝕的目的。一些礦物摻合料(如硅灰)等雖然也能提高對(duì)鋼筋的保護(hù)能力，但不屬于鋼筋阻銹劑范疇。
[0004]前蘇聯(lián)、日本和美國(guó)是最早使用鋼筋阻銹劑的國(guó)家。日本于1973年首次在大型工程中使用鋼筋組銹劑，主要目的是防止海洋環(huán)境中的氯鹽對(duì)鋼筋的腐蝕。20世紀(jì)70年代初，美國(guó)大量推薦和使用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋，但由于這些工藝的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)保指標(biāo)均不能令人滿(mǎn)意，經(jīng)過(guò)大量和長(zhǎng)期的試驗(yàn)測(cè)試后美國(guó)于70年代末期開(kāi)始使用鋼筋阻銹劑，80年代中后期得到應(yīng)用推廣。早期的鋼筋阻銹劑產(chǎn)品主要包括各種亞硝酸鹽、鉻酸鹽和苯甲酸鈉等。但這些阻銹劑對(duì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間、早起強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都有不同程度的負(fù)面影響。美國(guó)Grace公司自70年代中期對(duì)于亞硝酸鹽鈣進(jìn)行大量的研究表明，亞硝酸鈣的阻銹效果優(yōu)于硼酸鹽、鋁酸鹽和磷酸鹽等無(wú)機(jī)阻銹劑，而且對(duì)混凝土沒(méi)有明顯的負(fù)面影響和引發(fā)堿集料反應(yīng)的可能性，使其作為主流阻銹劑產(chǎn)品在美國(guó)和日本得到廣泛的使用。
[0005]我國(guó)鋼筋銹蝕現(xiàn)象也很普遍，有調(diào)查表明，使用7?25a的某海港碼頭，有89%出現(xiàn)了鋼筋腐蝕問(wèn)題。連云港某碼頭使用不到3a、湛江某碼頭使用不到4a、寧波某碼頭使用不到10a，均出現(xiàn)梁架順筋開(kāi)裂，并著手修補(bǔ)的事例。深圳某些民用建筑，因使用海沙，幾年內(nèi)即發(fā)生鋼筋腐蝕破壞。腐蝕環(huán)境中的工業(yè)建筑，鋼筋腐蝕現(xiàn)象更為普遍突出。修補(bǔ)、加固的花費(fèi)巨大，停工停產(chǎn)的間接損失更難以估計(jì)。此外，我國(guó)北方地區(qū)仍然運(yùn)用撒鹽化冰雪的方法，僅北京市每年冬天至少撒400?600 t的氯鹽，主要集中在立交橋和主干道上，目前這些部位的混凝土已出現(xiàn)鋼筋銹蝕破壞，并開(kāi)始進(jìn)行修補(bǔ)?，F(xiàn)有傳統(tǒng)方法采用抗硫酸鹽水泥，或在混凝土中摻入一定量的礦物質(zhì)摻合料。然而抗硫酸鹽水泥供應(yīng)有限，且價(jià)格昂貴。更為重要的是抗硫酸鹽水泥對(duì)于防止氯鹽引起鋼筋銹蝕能力差，從而嚴(yán)重影響侵蝕地區(qū)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。而摻入礦物質(zhì)摻合料的方法，可以改善水泥水化密實(shí)性能，減少鹽類(lèi)腐蝕應(yīng)力，但當(dāng)腐蝕環(huán)境為中等腐蝕或強(qiáng)腐蝕時(shí)，僅靠此種方法并不能取得很好的防腐蝕效果。海水海砂建材資源化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，但海水海砂中的氯化物以及硫酸鹽等會(huì)加快混凝土中鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響混凝土耐久性，制約了海水海砂在混凝土中的應(yīng)用。迄今為止，研究者所提出的保護(hù)鋼筋的方法有:改善混凝土本身的結(jié)構(gòu)、固化氯離子、電化學(xué)防護(hù)、使用環(huán)氧涂層鋼筋、添加阻銹劑等，但海水海砂混凝土中氯離子濃度高，僅靠傳統(tǒng)方法不能長(zhǎng)期穩(wěn)定的保護(hù)鋼筋不受氯離子侵蝕，通過(guò)采用高效阻銹劑、多種技術(shù)措施協(xié)同作用降低海水海砂混凝土中的鋼筋銹蝕速率是重要途徑之一。
[0006]傳統(tǒng)阻銹劑可以分為陽(yáng)極型和陰極型。應(yīng)用廣泛的亞硝酸鹽是陽(yáng)極型阻銹劑，這類(lèi)阻銹劑對(duì)人體和環(huán)境有較大毒害，當(dāng)用量不足時(shí)會(huì)加速鋼筋銹蝕，存在很大的使用風(fēng)險(xiǎn)，目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家已禁止使用。陰極型阻銹劑如:磷酸鹽、碳酸鹽、脂肪酸酯等，這類(lèi)阻銹劑的用量往往較大，使混凝土成本提高，不便推廣。因此，近年來(lái)各國(guó)一直致力于開(kāi)發(fā)高效無(wú)毒的新型阻銹劑，以MCI (migrating corros1n inhibitor)為代表的復(fù)合型阻銹劑得到很大發(fā)展。美國(guó)Cortec公司研制的遷移性阻銹劑MCI為復(fù)合型阻銹劑，這類(lèi)阻銹劑具有在混凝土的孔隙中通過(guò)氣相和液相擴(kuò)散到鋼筋表面形成吸附膜從而產(chǎn)生阻銹作用的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的研究和工程應(yīng)用實(shí)踐，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)確認(rèn)使用MCI是一種有效的腐蝕控制方法。我國(guó)用于水處理的阻銹劑種類(lèi)很多，如鉻酸鹽、磷酸鹽、鑰酸鹽、季銨鹽等，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究者也對(duì)復(fù)合型阻銹劑開(kāi)展了一些研究和應(yīng)用。開(kāi)展復(fù)合型阻銹劑組成、結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)研究，設(shè)計(jì)制備出高效可靠的復(fù)合型阻銹劑，對(duì)于延長(zhǎng)海水海砂混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑包括如下重量份的組分:
聚羧酸減水劑15?30份
十二烷基磺酸鈉3?12份 N- 二甲基乙醇胺15.7?20.6份鑰酸鈉I?5份水50?60份。
[0009]優(yōu)選地，所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑包括如下重量份的組分:
聚羧酸減水劑20份
十二烷基磺酸鈉5份 N-二甲基乙醇胺18份鑰酸鈉3份水54份。
[0010]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
聚羧酸減水劑:高性能減水劑，聚酯型或聚醚型結(jié)構(gòu)，可以有效減少混凝土水泥用量和混凝土收縮。
[0011]十二烷基磺酸鈉:分子式C12H25NaO3S,白色或淺黃色結(jié)晶或粉末，易溶于熱水，溶于熱乙醇，不溶于石油醚。
[0012]N-二甲基乙醇胺:分子式C4H11NO,無(wú)色易揮發(fā)液體，有氨味。
[0013]鑰酸鈉:分子式Na2MoO4,白色菱形結(jié)晶體?？赏ㄟ^(guò)鑰精礦氧化焙燒生成三氧化鑰，用液堿浸取生成鑰酸鈉溶液，后經(jīng)抽濾、濃縮、冷卻、離心、干燥后可制得。用作金屬緩蝕劑，鑰酸鹽屬陽(yáng)極氧化膜型緩蝕劑，在陽(yáng)極鐵上形成亞鐵-高鐵-鑰氧化物鈍化膜而起緩蝕作用。
[0014]相較于傳統(tǒng)的混凝土阻銹劑，本發(fā)明復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的創(chuàng)新之處在于在傳統(tǒng)的阻銹劑鑰酸鹽中加入了聚羧酸減水劑、十二烷基磺酸鈉和N-二甲基乙醇胺，使阻銹劑的性能更好。通過(guò)這些成分的相互作用并在一定配比的基礎(chǔ)上制成了高效的復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑，其制備方法為按一定比例稱(chēng)取十二烷基磺酸鈉等成分，然后再加入水?dāng)嚢杈鶆蚝蠹纯?。其中，使用聚羧酸減水劑可改善新拌混凝土的工作性能，改善施工條件，提高施工效率，提高硬化混凝土的物理力學(xué)性能和耐久性，同時(shí)減少混凝土收縮。而減水劑的品種和摻量及減水劑與早強(qiáng)劑復(fù)合使用后對(duì)混凝土工作性和耐久性的影響則是決定混凝土阻銹劑質(zhì)量的關(guān)鍵因素。二甲基乙醇胺是一種早強(qiáng)效果明顯，后期也有一定增強(qiáng)作用的特點(diǎn)的最常用的有機(jī)物類(lèi)早強(qiáng)成分。二甲基乙醇胺分子中N原子上的未共用電子對(duì)，很容易與金屬離子形成共價(jià)鍵，發(fā)生絡(luò)合，生成的絡(luò)合物易溶于水，會(huì)在水泥顆粒的表面生成可溶區(qū)點(diǎn)，使之溶解速率提高而與石膏的反應(yīng)亦隨之加快，硫鋁酸鈣生成量增多，這樣會(huì)在水泥漿硬化之前，基本上完成體積膨脹，因而對(duì)硬化后水泥石的致密性和早期強(qiáng)度的提高極為有利。由于絡(luò)合物的生成，也使液相中Ca (OH) 2介穩(wěn)過(guò)飽和度提高，會(huì)更加有效地阻止C3A水化初期形成疏松結(jié)晶結(jié)構(gòu)物的趨勢(shì)，從而提高水泥石的致密性和強(qiáng)度。由于硫鋁酸鈣生成量增多，消耗了 C3A也就減少了 C3A水化物的數(shù)量，因而，C3A水化物由非晶型向晶型轉(zhuǎn)化對(duì)強(qiáng)度產(chǎn)生的不利作用(即結(jié)晶內(nèi)應(yīng)力)將大大減弱，所以對(duì)中后期強(qiáng)度有利。此外，二甲基乙醇胺對(duì)C2S，C3S早期水化過(guò)程則有一定的抑制作用這對(duì)后期水化物的生成有利，保證了混凝土后期強(qiáng)度的提高。十二烷基磺酸鈉屬陰離子表面活性劑，具有優(yōu)異的滲透、洗滌、潤(rùn)濕、去污和乳化作用。此種阻銹劑可堵塞混凝土內(nèi)的毛細(xì)孔，提高混凝土的抗氯離子滲透性能，能顯著緩解氯離子對(duì)鋼筋鈍化膜的破化，增強(qiáng)混凝土耐硫酸鹽腐蝕的能力，具有優(yōu)異的阻銹性能，修復(fù)性能好，可以提升混凝土的耐久性能及混凝土綜合抗腐蝕的能力，顯著提高建筑物耐久性。
[0015]本發(fā)明所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的研制如下:
傳統(tǒng)阻銹劑可以分為陽(yáng)極型和陰極型。應(yīng)用廣泛的亞硝酸鹽是陽(yáng)極型阻銹劑，這類(lèi)阻銹劑對(duì)人體和環(huán)境有較大毒害，當(dāng)用量不足時(shí)會(huì)加速鋼筋銹蝕，存在很大的使用風(fēng)險(xiǎn)，目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家已禁止使用。陰極型阻銹劑如:磷酸鹽、碳酸鹽、脂肪酸酯等，這類(lèi)阻銹劑的用量往往較大，使混凝土成本提高，不便推廣。因此，近年來(lái)各國(guó)一直致力于開(kāi)發(fā)高效無(wú)毒的新型阻銹劑，以MCI (migrating corros1n inhibitor)為代表的復(fù)合型阻銹劑得到很大發(fā)展。美國(guó)Cortec公司研制的遷移性阻銹劑MCI為復(fù)合型阻銹劑，這類(lèi)阻銹劑具有在混凝土的孔隙中通過(guò)氣相和液相擴(kuò)散到鋼筋表面形成吸附膜從而產(chǎn)生阻銹作用的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的研究和工程應(yīng)用實(shí)踐，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)確認(rèn)使用MCI是一種有效的腐蝕控制方法。我國(guó)用于水處理的阻銹劑種類(lèi)很多，如鉻酸鹽、磷酸鹽、鑰酸鹽、季銨鹽等，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)研究者也對(duì)復(fù)合型阻銹劑開(kāi)展了一些研究和應(yīng)用。中冶集團(tuán)建筑研究總院開(kāi)發(fā)出了 YJ-504復(fù)合型阻銹劑，應(yīng)用于首鋼京唐鋼鐵廠工程，阻銹效果經(jīng)檢測(cè)完全滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。同濟(jì)大學(xué)王勝先等研究了新型阻銹劑一二乙烯三胺-硫脲縮合物(DETA-TU)對(duì)鋼筋混凝土的阻銹作用，研究表明DETA-TU既能阻塞水泥水化產(chǎn)物中的微毛細(xì)管，提高混凝土的孔隙電阻，又能依靠分子中的吸附基團(tuán)吸附到鋼筋表面，形成一層具有阻隔作用的吸附膜，從兩方面對(duì)鋼筋起到保護(hù)作用。開(kāi)展復(fù)合型阻銹劑組成、結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)研究，設(shè)計(jì)制備出高效可靠的復(fù)合型阻銹劑，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命具有重要意義。相較于現(xiàn)有的這些阻銹劑，本文中的阻銹劑有更好的阻銹性能，協(xié)同緩蝕作用，可減少混凝土收縮的同時(shí)并保證混凝土的強(qiáng)度，能顯著提高混凝土的密實(shí)性、抗?jié)B性、抗凍性，降低氯離子滲透性等優(yōu)勢(shì)。
[0016]本發(fā)明所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的阻銹機(jī)理如下:
在鋼筋表面所產(chǎn)生的電化學(xué)反應(yīng)中存在陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)。陽(yáng)極型阻銹劑主要作用是提高鈍化膜抵抗Cl-的滲透性，從而達(dá)到鋼筋不被修飾的目的，這類(lèi)物質(zhì)一般都有氧化性能，如亞硝酸鹽、鉻酸鹽、硼酸鹽、氯化亞錫、苯甲酸鈉等。陰極型鋼筋銹蝕劑主要作用于陰極區(qū)。其主要作用機(jī)理是這類(lèi)物質(zhì)大都是表面活性物質(zhì)，它們選擇性吸附在陰極區(qū)，形成吸附膜，從而組織或減緩電化學(xué)反應(yīng)的陰極過(guò)程。也有阻止或減緩電化學(xué)反應(yīng)的陰極過(guò)程。也有一些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)阻銹劑可座右銘于陰極區(qū)，它們可在陰極區(qū)生成難溶于水的物質(zhì)覆蓋住陰極區(qū)而抑制腐蝕的發(fā)生，但摻量較大而效果不如表面活性劑類(lèi)陰極阻銹劑。而混凝土復(fù)合阻銹劑復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑對(duì)陰極、陽(yáng)極反應(yīng)均有抑制作用，它的作用是提高了陰、陽(yáng)極間的電阻，使電化學(xué)反應(yīng)受到抑制，使陰、陽(yáng)極腐蝕作用減緩甚至終止。阻銹劑的作用實(shí)質(zhì)在于阻止陰極過(guò)程、陽(yáng)極過(guò)程或增大陰、陽(yáng)極之間阻力，其實(shí)際功能不是阻止環(huán)境中有害離子進(jìn)入混凝土中，而是當(dāng)有害離子不可避免的進(jìn)入混凝土內(nèi)部之后，由于鋼筋阻銹劑的存在，使有害離子喪失侵害能力，抑制和延緩鋼筋腐蝕的電化學(xué)過(guò)程，從而到達(dá)延長(zhǎng)混凝土使用壽命的目的。
[0017]其工作原理為通過(guò)添加防水劑和減水劑增加混凝土的密實(shí)性，提高混凝土抵抗不良水質(zhì)的侵入。通過(guò)添加高性能引氣劑提高混凝土的抗凍融性和耐久性；通過(guò)復(fù)合阻銹防腐蝕劑獲得不良水質(zhì)侵入后的正面對(duì)鋼筋及混凝土防護(hù)。該防腐劑能夠有效提高混凝土抗硫酸鹽侵蝕的性能，其作用機(jī)理，不是通過(guò)單純?cè)谄胀ü杷猁}水泥中加入礦物質(zhì)摻和料，而是可降低侵入混凝土中S042-離子濃度，并細(xì)化毛細(xì)孔的孔徑，抑制氫氧化鈣從水泥石中析出的速度，達(dá)到延緩石膏和鈣礬石晶體的生成，起到抑制其膨脹破壞的作用，進(jìn)而起到延緩混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的速度。能夠有效阻止鈣礬石結(jié)晶膨脹破壞、石膏結(jié)晶膨脹破壞、鎂鹽結(jié)晶破壞、碳硫硅鈣石結(jié)晶破壞，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。復(fù)合型混凝土阻銹劑的阻銹成分可以在鋼筋表面形成一層分子化學(xué)保護(hù)膜，對(duì)已經(jīng)發(fā)生銹蝕或未發(fā)生銹蝕的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，阻止因氯離子、碳化或雜散電流等各種原因造成的鋼筋銹蝕。
[0018]本發(fā)明的復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑可堵塞混凝土內(nèi)的毛細(xì)孔，提高混凝土的抗氯離子滲透性能，能顯著緩解氯離子對(duì)鋼筋鈍化膜的破化，增強(qiáng)混凝土耐硫酸鹽腐蝕的能力，具有優(yōu)異的阻銹性能，修復(fù)性能好，可以提升混凝土的耐久性能及混凝土綜合抗腐蝕的能力，顯著提高建筑物耐久性。

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑包括如下組分:
聚羧酸減水劑2kg 十二燒基磺酸鈉0.5kg N-二甲基乙醇胺1.8kg 鑰酸鈉0.3kg 水 5.4kgο
[0020]對(duì)實(shí)施例1所述復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的性能試驗(yàn)和分析如下:
水泥:唐山冀東水泥廠生產(chǎn)的盾石牌P.0 42.5R級(jí)水泥，其密度為2.88g/cm3;比表面積為388m2/kg ;標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量比為28.0% ;凝結(jié)時(shí)間:初凝為203min，終凝為288min ；3d、7d和28d的抗壓強(qiáng)度分別為26.3MPa、35.lMPa、52.9MPa。礦渣粉:首鋼S95磨細(xì)礦渣粉，其比表面積為446m2/kg ;密度為2.85g/cm3;流動(dòng)度比為96% ；7d和28d的活性指數(shù)分別為81%和96%。粉煤灰:北京石景山電廠II級(jí)粉煤灰，其密度為2.lg/cm3；45 μ m篩余10.5% ;需水量比105% ；28d活性指數(shù)26.4% ;含水率0.2%。碎石:唐山灤縣碎石，粒徑5-25 mm連續(xù)級(jí)配，其篩孔尺寸大于或等于26.5mm時(shí)累計(jì)篩余為0，篩孔尺寸小于或等于2.36mm時(shí)累計(jì)篩余100%，碎石含泥量為0.2% ;泥塊含量為O ;壓碎指標(biāo)值為10% ;吸水率為0.75% ;表觀密度和堆積密度為2710kg/m3和1380kg/m3;堅(jiān)固性2.0% ;針片狀含量3.0%。砂:唐山灤南水洗砂，其含泥量為0.6% ;泥塊含量為0.5% ;表觀密度和堆積密度為2610kg/m3和1620kg/m3;堅(jiān)固性1.6% ;細(xì)度模數(shù)2.92。外加劑:本文的復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑，摻量4.7%,為紅棕色液體，其含固量為30% ;密度為1.18g/mL ；PH為7.9 ;堿含量為0.41% ；氯離子含量0.025%。AMC1-C阻銹劑復(fù)合型防腐阻銹劑(減水劑為PNS系減水劑)，摻量為4%。拌合用水:飲用水。
[0021]試驗(yàn)方法:
新拌混凝土性能參照GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；混凝土抗壓強(qiáng)度參照GB/T 50081—2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》；混凝土凍融循環(huán)參照GBJ 82-85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法》中的“快凍法”進(jìn)行；混凝土動(dòng)彈性模量參照GBJ 82-85《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性試驗(yàn)方法》；氯離子擴(kuò)散系數(shù)參照CCES 01—2004《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》中NEL法；混凝土復(fù)合阻銹劑復(fù)合型防腐阻銹性能參照YB/T 9231-98《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》。
[0022]混凝土試驗(yàn)配合比及性能檢測(cè):
按照工程設(shè)計(jì)要求，混凝土為強(qiáng)度等級(jí)C35的抗凍、防腐高性能混凝土?；炷僚浜媳炔捎梅勖夯液偷V渣粉雙摻技術(shù)，一方面可以利用不同膠凝材料粉體粒度的差異，實(shí)現(xiàn)膠凝材料體系的更密實(shí)堆積；另一方面可以利用活性混合材的“二次反應(yīng)”，生成更為密實(shí)的水化產(chǎn)物，提高混凝土的密實(shí)性。利用粉煤灰和礦渣粉雙摻技術(shù)，試驗(yàn)對(duì)添加AMC1-C、混凝土復(fù)合阻銹劑兩種復(fù)合型防腐阻銹劑配制的混凝土進(jìn)行了凍融循環(huán)和氯離子擴(kuò)散對(duì)比試驗(yàn)。同時(shí)也對(duì)添加傳統(tǒng)阻銹劑復(fù)合型防腐阻銹劑而不采用雙摻技術(shù)的混凝土進(jìn)行了氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)，具體配合比和混凝土拌合物性能及混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如下所示:
試驗(yàn)I
水膠比:0.371、水泥:412kg/m3；砂子:798kg/m 3；石子:1015kg/m 3；外加劑:AMC1-C16.48 ;水:153kg/m3。
[0023]坍落度:初始為180mm，Ih為135mm ;含氣量為4.6% ;3d、7d、28d、56d抗壓強(qiáng)度分別為 21.9MPa、42.5MPa、50.8MPa、56.2MPa。
[0024]試驗(yàn)2
水膠比:0.371、水泥:252kg/m3;砂子:798kg/m3;石子:1015kg/m 3;礦洛粉:80kg/m 3;粉煤灰:80kg/m3;外加劑:AMC1-C16.48 ;水:153kg/m3。
[0025]坍落度:初始為210mm，Ih為175mm ;含氣量為5.0% ;3d、7d、28d、56d抗壓強(qiáng)度分別為 16.3MPa、36.8MPa、50.9MPa、55.3MPa。
[0026]試驗(yàn)3
水膠比:0.371、水泥:252kg/m3;砂子:798kg/m3;石子:1015kg/m 3;礦洛粉:80kg/m 3;粉煤灰:80kg/m3;外加劑:YJ-504 19.36 ;水:153kg/m3。
[0027]坍落度:初始為225mm，Ih為195mm ;含氣量為4.8% ;3d、7d、28d、56d抗壓強(qiáng)度分別為 21.0MPa,35.5MPa、53.9MPa、57.2MPa。
[0028]從試驗(yàn)結(jié)果可知與不采用雙摻的混凝土拌合物相比，雙摻的混凝土拌合物的初始坍落度和經(jīng)時(shí)坍落度都較大；與不采用雙摻的混凝土相比，雙摻的混凝土早期(3、7 d)抗壓強(qiáng)度較低，而后期抗壓強(qiáng)度(28、56 d)基本持平。
[0029]凍融循環(huán)試驗(yàn)采用質(zhì)量損失率和相對(duì)動(dòng)彈性模量?jī)蓚€(gè)指標(biāo)衡量混凝土抗凍性能，添加傳統(tǒng)阻銹劑的混凝土 300次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量為71.2%，質(zhì)量損失率為0.95%，而添加混凝土復(fù)合阻銹劑的混凝土 300次凍融循環(huán)后的相對(duì)動(dòng)彈性模量為95.1%,質(zhì)量損失率為0.26%。由此可見(jiàn)，添加混凝土復(fù)合阻銹劑的混凝土的抗凍性能更為優(yōu)異。分析原因，其中之一，混凝土復(fù)合阻銹劑中含有的聚羧酸系減水劑比傳統(tǒng)阻銹劑中含有的NFS系減水劑具有更強(qiáng)的分散效果，在其他條件相同情況下，使混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔更為細(xì)化，混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔溶液的冰點(diǎn)更低，從而提高混凝土的抗凍性能。通過(guò)氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)可知添加傳統(tǒng)阻銹劑而不采用雙摻技術(shù)配制的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)為3.482X 10_12m2/s，而添加傳統(tǒng)阻銹劑并采用雙摻技術(shù)配制的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)為2.666X10_12m2/s，由此可以看出，在其他條件相同的情況下，采用雙摻技術(shù)有利于提高混凝土抗氯離子擴(kuò)散能力；添加混凝土復(fù)合阻銹劑并采用雙摻技術(shù)配制的混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)為2.104X10_12m2/s，由此可以看出，在其他條件相同的情況下，添加混凝土復(fù)合阻銹劑配制的混凝土表現(xiàn)出更為優(yōu)異的抗氯離子擴(kuò)散能力。
[0030]復(fù)合型混凝土阻銹劑阻銹性能試驗(yàn):復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑阻銹性能試驗(yàn):依據(jù)YB/T 9231-98《鋼筋阻銹劑使用技術(shù)規(guī)程》，分別采用鹽水浸潰試驗(yàn)、砂漿干濕循環(huán)試驗(yàn)、電化學(xué)加速試驗(yàn)方法，評(píng)估復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的阻銹效果，鹽水浸潰試驗(yàn)結(jié)果是7d電位-160mV，鋼筋棒表面無(wú)銹；電化學(xué)加速試驗(yàn)結(jié)果是168h加速腐蝕電流58 μ A ;砂漿干濕循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果是無(wú)銹，對(duì)比組明顯銹蝕。
[0031]復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑中的阻銹成分屬混合型，對(duì)腐蝕過(guò)程的陰極反應(yīng)、陽(yáng)極反應(yīng)均具有顯著的極化作用，能大幅提高鋼筋的點(diǎn)蝕電位，因而能大幅度提高鋼筋脫鈍的臨界氯離子濃度。
[0032]效果
通過(guò)復(fù)合型混凝土阻銹劑性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可得知復(fù)合型混凝土阻銹劑有如下優(yōu)占-
^ \\\.(I)復(fù)合型混凝土阻銹劑具有顯著的抗硫酸鹽腐蝕效果，一方面得益于其具有減水增強(qiáng)效果，更重要的是該產(chǎn)品中含有抑制硫酸鹽腐蝕的組分，能夠吸收侵入的S042-離子，降低侵入混凝土中的S042-離子濃度，并能夠堵塞細(xì)化毛細(xì)孔的孔徑，抑制氫氧化鈣從水泥石中析出的速度，達(dá)到延緩石膏和鈣礬石晶體的生成，有效阻止鈣礬石結(jié)晶膨脹破壞、石膏結(jié)晶膨脹破壞、碳硫硅鈣石結(jié)晶破壞，起到延緩混凝土硫酸鹽侵蝕破壞的速度，提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。
[0033](2)復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑并采用礦粉和粉煤灰雙摻技術(shù)配制的高性能混凝土表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氯離子擴(kuò)散和抗凍融循環(huán)破壞的能力。
[0034](3)復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑的阻銹效果經(jīng)檢測(cè)完全滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。
[0035](4)復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑使混凝土可泵性、抗?jié)B及防止氯離子和硫酸鹽侵蝕性能大幅度提聞。本品也含有聞性能引氣劑，慘入后可大大改善混凝土的和易性、改善和提高混凝土的物理性能、提高混凝土的抗?jié)B、抗凍融性，更適合配制有阻銹抗腐蝕要求的地下灌注樁混凝土。
[0036](5)復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑適用于普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等以及粉煤灰、礦渣粉、硅灰等砼摻合料。施工前應(yīng)做混凝土配合比試驗(yàn)，以確定最佳摻量。
[0037](6)復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑阻銹劑是由分散組分、阻銹組分、防腐組分以及其它功能組分經(jīng)過(guò)合理匹配復(fù)合而成。分散組分為引氣型高效減水劑。高效減水作用導(dǎo)致水泥漿體絮凝結(jié)構(gòu)成為均勻的分散結(jié)構(gòu)，釋放出游離水，使混凝土拌合物達(dá)到規(guī)定稠度的用水量大大減少，因此硬化混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔隙減少，密實(shí)度提高，抗?jié)B透能力顯著增強(qiáng)。由于高效減水劑能使水泥顆粒充分濕潤(rùn)，水泥水化充分，水化產(chǎn)物分布均勻，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和均勻性增強(qiáng)，孔徑細(xì)化，缺陷減少，密實(shí)度增加，強(qiáng)度增強(qiáng)，從而使氯離子的滲透或擴(kuò)散作用大大減弱，減緩了造成鋼筋銹蝕的可能性。引氣成分吸附到氣一液界面上以后，表面自由焓降低，即降低了溶液的表面張力，使混凝土拌合物在攪拌過(guò)程中極易產(chǎn)生許多微小的封閉氣泡，氣泡直徑和間隔系數(shù)大多在200μπι以下，從而提高了水泥的保水能力，使混凝土拌合物的泌水性能大為減少。由于氣泡的阻隔，使混凝土拌合物中自由水的蒸發(fā)路線(xiàn)變得曲折、細(xì)小、分散，因而改變了毛細(xì)管的數(shù)量和特性，也使混凝土的抗?jié)B性顯著提高。此外，由于氣泡有較大的彈性變形能力，對(duì)由水結(jié)冰所產(chǎn)生的冰晶應(yīng)力有一定的緩沖作用，因而大幅度提高了混凝土的抗凍融破壞能力，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受損傷的可能性顯著降低，因此可以避免外界氯離子乘虛而入。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑，其特征在于，所述阻銹劑包括如下重量份的組分: 聚羧酸減水劑15?30份 十二烷基磺酸鈉3?12份 N- 二甲基乙醇胺15.7?20.6份 鑰酸鈉I?5份 水50?60份。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合型混凝土防腐阻銹劑，其特征在于，所述阻銹劑包括如下重量份的組分: 聚羧酸減水劑20份 十二烷基磺酸鈉5份 N-二甲基乙醇胺18份 鑰酸鈉3份 水54份。
【文檔編號(hào)】C04B24/28GK104478286SQ201410634655
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】肖燎, 秦躍豐, 宋德新, 楊利平, 張?zhí)煜? 申請(qǐng)人:湖南省建筑工程集團(tuán)總公司, 湖南省建筑施工技術(shù)研究所