[发明专利]一种聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯掺入型混凝土钢筋阻锈剂

说明书

技术领域    

    本发明涉及一种聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯掺入型混凝土钢筋阻锈剂，属金属表面防护处理技术领域。

背景技术    

大量工程实际和研究证明，钢筋的锈蚀是混凝土结构性能退化或过早失效的主要原因。腐蚀不仅造成巨大经济损失，而且关系到资源的有效利用和环境保护等问题。据统计，2002年美国5个产业因腐蚀导致的1400亿美元经济损失中,与钢筋腐蚀相关的经济损失就高达700亿美元；在所调查的近57万座钢筋混凝土桥梁中，50%以上出现钢筋腐蚀问题,40%承载能力不足，由此而付出的年维修费用达500亿美元。在英国，每年约200亿英镑的费用要花费在桥梁的维修/维护上。日本在对103座临海钢筋混凝土建筑调查后发现,服役l2～15年的钢筋混凝土结构就发生钢筋的锈蚀,而使用20年以上的混凝土结构，均因钢筋的腐蚀而出现不同程度的开裂现象。在我国，中国工程院2002年《中国工业与自然环境腐蚀问题调查与对策》报告显示，2002年因腐蚀造成的直接经济损失约6000亿元人民币，其中钢筋混凝土腐蚀损失超过1000亿元。建设部相关腐蚀调查表明，我国大多数钢筋混凝土结构使用25～30年后就需大修，而海港码头一般使用10年左右后就因钢筋的腐蚀问题而导致混凝土结构开裂和剥落。其它相关工程专项腐蚀调查也表明,在华南地区使用7～25年的港口、码头中,约89%的钢筋混凝土结构出现严重锈蚀破坏而急需修复；我国23万座桥梁中已有近5000座因钢筋腐蚀问题而成为危桥。当前我国正处于大规模基础建设和海洋资源大开发时期，沿海港口、码头、隧道和跨海大桥等基础建设迅速发展。这些工程设施的使用性能、状态将直接关系到安全生产、经济效益和基础工程的可靠性。因此，如何保证沿海基础设施处于安全使用状态，延长其使用寿命，全面提高和改善工程结构的腐蚀防护水平，进而实现钢筋混凝土结构的耐久性, 已成为亟待解决的技术问题。

有许多方法可用来控制或延缓钢筋的腐蚀,其中阻锈剂被认为是最经济、有效和简单易行的重要技术之一。为此，发达国家相继投入大量人力、物力开展研究和工程化应用，并制定了一系列规范和标准来推荐和强制使用阻锈剂防腐技术。如美国自上世纪70年代就开始研究、使用钢筋阻锈剂，并将其纳入《基本建设法案》，明确将阻锈剂作为钢筋混凝土防腐措施之一。NACE相关标准中也明确将阻锈剂确定为混凝土构筑物有效的防护技术。日本1982年制定了“钢筋混凝土阻锈剂”（JISA 6205）工业标准。欧洲标准化委员会批准的PR ENV 1504-9标准中确认阻锈剂是一种有效的钢筋腐蚀控制方法。资料显示，1993年全世界约0.2亿m³混凝土使用了钢筋阻锈剂，到1998年，至少5亿 m³混凝土使用了阻锈剂，可见钢筋阻锈剂工程应用的发展之快。然而，文献调研表明, 国内外现有阻锈剂多以无机盐(如亚硝酸盐, 聚磷酸盐等)为主,其中，亚硝酸盐是应用最早，也是应用最广的一类。然而，随着人们环保认识的不断提高和相关环保法规的日益严格，一些对人类健康有害和对环境可造成污染的阻锈剂，在发达国家已被禁止使用。因此, 研究开发高效, 低毒的有机阻锈剂技术已成为现实工程的迫切需求。

大量研究表明，富含N, P, O有机杂环类化合物因其能提供或接受电子而在金属表面形成一层吸附保护膜，从而对金属的腐蚀起到良好的防护作用，有可能成为无机盐类阻锈剂的替代品。近年来相关研究已受到国内外广泛关注。

 

发明内容    

本发明的目的是，为了有效控制或减缓混凝土中钢筋的锈蚀，本发明提供一种聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯掺入型混凝土钢筋阻锈剂。

实现本发明的技术方案是，本发明一种聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯掺入型混凝土钢筋阻锈剂，其组成包括聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯、有机多元醇、有机酸及其盐和水，各组份所占总重量的百分比为：

聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯：10~30%；

有机多元醇：5~15%；

有机酸及其盐：5~10%；

水：50~70% 。

本发明所用的聚氧乙基醚咪唑啉磷酸酯为：

其中，n=5~17，m=1~20。

本发明所用的有机多元醇包括：乙二醇、丙二醇、异丙二醇、丙三醇、异戊二醇、季戊四醇、戊醛糖、蔗糖、果糖、可溶性淀粉中的一种或一种以上的混合物。