[发明专利]一种混凝土钢筋阻锈剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土钢筋阻锈剂及其制备方法，特别涉及一种含有气相缓蚀剂的混凝土钢筋阻锈剂及其制备方法。

背景技术

钢筋混凝土结构是一种经济实用的结构材料，广泛地应用在桥梁、海底隧道和大型海洋平台等重大工程建设中。通常，重大的基础性工程设计寿命长达100年，混凝土结构的过早破坏不仅引起严重的经济损失，有时还带来重大的社会危害和环境灾难。混凝土发生碳化，或者受到侵蚀性离子（如Cl-）的进攻，混凝土钢筋就会发生锈蚀。钢筋锈蚀是混凝土结构破坏的主要原因之一。钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在三个方面：（1）钢筋锈蚀使钢筋截面减小，从而使钢筋承载能力下降，极限延伸率减小；（2）钢筋锈蚀产物的体积相对于钢铁本身而言可以膨胀6.4倍左右，体积膨胀产生的压力可使混凝土产生顺筋开裂，严重时可使混凝土保护层剥落；（3）钢筋锈蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降，使结构的可靠度降低。采用钢筋阻锈剂是经济、有效、使用方便的预防混凝土钢筋锈蚀的方法。近几年来，国家对重要工程的耐久性越来越重视。国内有多种国产和进口的钢筋阻锈剂产品销售。Ca(NO₂)₂作为钢筋阻锈剂的主流产品在工程上已得到了大量应用。亚硝酸盐类是一类典型的阳极型阻锈剂, 用量不足会引起严重的局部腐蚀。随着人们环保意识的增强，亚硝酸盐的潜在致癌作用也引起了人们的重视，有机阻锈剂已成为钢筋阻锈剂研究开发的热点。有机钢筋阻锈剂通常有胺类、醛类、炔醇类、有机磷化合物、有机硫化合物、羧酸及其盐类、磺酸及其盐类、杂环化合物等，有机阻锈剂的优点是无毒、环境安全性好，能对钢筋腐蚀阴极和阳极电化学过程同时起抑制作用。美国Cortec公司率先将气相缓蚀剂与其它有机阻锈剂复合用于保护钢筋混凝土，气相缓蚀剂可以利用混凝土的多孔结构，通过液相和气相扩散到达钢筋表面，形成有效的保护膜。气相缓蚀剂即使不与钢筋直接接触，也能在混凝土中渗透扩散一定距离而到达钢筋表面，起到对钢筋的保护作用。目前，研究较多的迁移型阻锈剂包括胺、氨基醇、吗啉多元胺、脂肪酸酯等。中国发明专利申请200710036821.0、201010140907.X、200910080844.0、200910080843.6公开了钢筋阻锈剂配方，涉及的化合物主要为：胺基醇、环氧改性多元胺、碳酸环己胺、烷基酰胺酸盐等。

但上述阻锈剂存在防锈性能和扩散性能不理想的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述的技术问题，提供一种通过酸碱成盐反应，制备二元羧酸衍生的气相缓蚀剂，进而开发一种混凝土钢筋阻锈剂。

在混凝土的多孔结构中，气相缓蚀剂可通过液相和气相扩散到达钢筋表面，形成有效的保护膜。本发明可以充分发挥二元羧酸的优异防锈性能，显著提高对混凝土钢筋的保护作用。

本发明的技术方案

一种混凝土钢筋阻锈剂，其原料的质量百分比组成如下：

单氟磷酸钠          5%~10%

葡萄糖酸钙          2%~5%

气相缓蚀剂          20%~40%

余量为水；

其中所述的气相缓蚀剂包括：二元酸、有机胺和水，其中二元酸、有机胺和水的摩尔比按二元酸：有机胺：水为1:2.05~2.20：11~18；

其中所述的二元酸为己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、葵二酸；

所述的有机胺为乙醇胺、吗啉、环己胺、二环己胺。

所述的气相缓蚀剂通过下述方法制备：

将二元酸和有机胺与水混合，反应2~4小时至溶液澄清，然后浓缩结晶，得到气相缓蚀剂固体。

上述所述的混凝土钢筋阻锈剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）、气相缓蚀剂的制备

将二元酸和有机胺与水混合，反应2~4小时至溶液澄清，然后浓缩结晶，得到气相缓蚀剂；

（2）、原料的混合

将步骤（1）所得的气相缓蚀剂、单氟磷酸钠、葡萄糖酸钙和水按上述所述的比例混合后经充分的搅拌均匀，并用乙醇胺调pH为7~8，即得本发明的一种混凝土钢筋阻锈剂。

本发明的有益效果

本发明相对于现有技术，由于采用了二元酸衍生的气相缓蚀剂作为钢筋阻锈剂的配方，具有良好的迁移扩散性能，能通过液相和气相在混凝土的多孔结构中进行迁移扩散，同时发挥二元酸优异的螯合防锈能力，从而显著提高了钢筋阻锈剂的阻锈效果，同时满足钢筋阻锈剂掺杂使用和涂刷修补的需要。