一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂及其制备方法，该阻锈剂包括30‑50份N，N‑二甲基乙醇胺、20‑30份聚羧酸三元共聚物、5‑10份2‑苯基咪唑啉季铵盐、10‑15份氢氧化物、1‑5份水性聚苯胺、2‑5份多元醇磷酸酯、40‑60份水，pH为11‑13.5。本发明专利技术的混凝土钢筋阻锈剂对混凝土结构有良好的保持性，且具有高效的钢筋阻锈性能，可应用于海港工程、沿海建筑、民用建筑等钢筋混凝土结构。

A rust inhibitor for marine concrete and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料领域，具体的涉及一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂及其制备方法。
技术介绍
钢筋混凝土是由水泥、砂、石和钢筋构成的一种组合材料。钢筋的作用是改善混凝土的抗拉性能。钢筋混凝土是世界上应用最普遍、范围最广的结构材料之一。混凝土中的水泥是一种碱性材料原料。水泥水解时会产生大量Ca(OH)2，并充满混凝土的孔隙中，形成Ca(OH)2的过饱和溶液，pH值通常在12至13之间。钢筋被包裹在强碱性介质中时，其表面会生成一层致密的尖晶石固溶体Fe3O4–γFe2O3钝化膜，可以阻止钢筋的腐蚀。然而，钢筋的腐蚀会导致钢筋混凝土结构材料性能下降甚至失效。除了改变钢筋混凝土材料本身的抗腐蚀性能外，常用的外部防腐方法有：采用阴极保护、在钢筋或混凝土表面涂刷防腐层、使用钢筋阻锈剂等。氯离子是引起钢筋腐蚀的重要原因，这已在大量工程中得到证实。氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜，使钢筋发生局部腐蚀。形成阻隔层、通过氧化作用引起钢筋表面钝化以及改善混凝土内部与钢筋接触的介质环境是阻锈剂发挥作用的主要途径。由于客观原因，现有技术主要是对现有具有阻锈功能的物质进行复配。由于特定的腐蚀环境导致海工混凝土采用的阻锈剂有其特殊性，所采用的阻锈剂不仅需要发挥良好的阻锈效果，同时也不能对混凝土性能产生不良影响。中国专利CN107216423A公开了一种钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法，相比于现有技术，制备过程简便、原料易得，所制备得到的阻锈剂属于高分子材料，性质稳定、绿色环保、缓蚀阻锈性能优异，同时还具有优良的耐盐水性，可广泛应用于近海、海港码头、沿海工业和民用钢筋混凝土建筑。中国专利CN103755200A公开了一种掺入型咪唑离子液体混凝土钢筋阻锈剂和应用。所述阻锈剂组成按重量百分比为：咪唑离子液体5～30％，有机醇5～15％，有机金属盐0.3～1.5％，水60～85％。使用时按阻锈剂推荐用量直接加到水中溶解混合即可，同时按组成中水的比例扣减相应混凝土浇注时的用水量，其添加量以每立方米混凝土构建物所需要的水泥重量计算。本专利技术可有效降低和减缓混凝土中钢筋的锈蚀，降低氯离子对钢筋表面钝化性能的破坏，从而延长氯离子诱发钢筋腐蚀的时间。该阻锈剂可广泛应用于近海、海港码头、沿海工业和民用钢筋混凝土建筑。如何开发优良性能的海工混凝土的钢筋阻锈剂仍然是市场上迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了用于海工混凝土的钢筋阻锈剂及其制备方法，该阻锈剂能够有效保护钢筋混凝土在海水中不被腐蚀，能够延长使用寿命，同时也不会降低钢筋混凝土的性能。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题：一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括30-50份N，N-二甲基乙醇胺、20-30份聚羧酸三元共聚物、5-10份2-苯基咪唑啉季铵盐、10-15份氢氧化物、1-5份水性聚苯胺、2-5份多元醇磷酸酯、40-60份水，pH为11-13.5。进一步地，一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括35-45份N，N-二甲基乙醇胺、22-28份聚羧酸三元共聚物、6-8份2-苯基咪唑啉季铵盐、12-13份氢氧化物、2-4份水性聚苯胺、3-4份多元醇磷酸酯、45-55份水，pH为12-13。进一步地，一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括40份N，N-二甲基乙醇胺、25份聚羧酸三元共聚物、7份2-苯基咪唑啉季铵盐、12份氢氧化物、2份水性聚苯胺、50份水，pH为12.7。进一步地，一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括50份N，N-二甲基乙醇胺、30份聚羧酸三元共聚物、10份2-苯基咪唑啉季铵盐、15份氢氧化物、5份水性聚苯胺、5份多元醇磷酸酯、60份水，pH为12.4。进一步地，一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括30份N，N-二甲基乙醇胺、20份聚羧酸三元共聚物、5份2-苯基咪唑啉季铵盐、10份氢氧化物、1份水性聚苯胺、3份多元醇磷酸酯、40份水，pH为12.2。进一步地，聚羧酸三元共聚物，其采用甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯磺酸钠作为单体发生聚合反应生成。具体的制备方法为：在反应器中加入一定量的去离子水和聚乙二醇单甲醚，待温度升到80-150摄氏度，加入链转移剂巯基乙酸和过氧化氢，待反应液稳定之后，开始滴加甲基丙烯酸及甲基丙烯酸的混合单体2～2.5h和引发剂硫酸亚铁2.5～3h。滴加完之后恒温反应2～3h，冷却至室温，用20-30％的NaOH调节其pH值至6.4～7.2，得到聚羧酸三元共聚物。进一步，甲基丙烯酸、聚乙二醇单甲醚、甲基丙烯磺酸钠单体之间的摩尔比为(1-2)：(4-8)：(2-3)。一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：(1)在容器中加入水，然而加热至40-50℃下依次加入N，N-二甲基乙醇胺、2-苯基咪唑啉季铵盐、水性聚苯胺，搅拌5-10min；(2)继续加热至60-65℃，再次加入多元醇磷酸酯、聚羧酸三元共聚物并搅拌5-10min，最后加入氢氧化物调节pH值。本专利技术具有如下有益效果：1、N，N-二甲基乙醇胺分子通过在钢筋表面物理化学吸附形成保护膜，抑制氯离子对钢筋表面的腐蚀，其中分子极性基团中的N，0等杂环原子通过超共轭效应、氢键、空间位阻效应，牢固地吸附在钢筋表面，改变了钢筋表面的电荷状态和界面性质；另外，分子中的碳氢等非极性基团憎水基起隔离作用，能有效阻碍氯离子在阴极区的运动，隔离有害的氯离子与钢筋接触而达到减少钢筋锈蚀的目的，可以显著降低钢筋锈蚀速度。2、导电聚合物材料聚苯胺结构上存在离域的共轭π电子而导电，在钢筋金属表面形成一层钝化的氧化物保护膜，当表面存现缺陷时由于其导电性使得钢筋金属处于钝化态，从而发挥较好的保护性能。3、咪唑啉季铵盐在掺氯盐混凝土试块中的电迁移研究，电场加速了阻锈剂的迁移，同时可有效降低氯含量，增加钢筋腐蚀电阻。4、依然保持了混凝土的性能，其减水性以及抗压强度还有所提高。附图说明图1为实施例与对比例的Tafel极化曲线。具体实施方式为了使本
人员更好地理解本专利技术的技术方案，并使本专利技术的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，按重量份计，包括40份N，N-二甲基乙醇胺、25份聚羧酸三元共聚物、7份2-苯基咪唑啉季铵盐、12份氢氧化物、2份水性聚苯胺、3份多元醇磷酸酯、50份水，pH为12.7。其制备方法包括以下步骤：(1)在容器中加入水，然而加热至45℃下依次加入N，N-二甲基乙醇胺、2-苯基咪唑啉季铵盐、水性聚苯胺，搅拌5min；(2)继续加热至60℃，再次加入多元醇磷酸酯、聚羧酸三元共聚物并搅拌5min，最后加入氢氧化物调节pH值。实施例2一种用于海工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在于，按重量份计，包括30-50份N，N-二甲基乙醇胺、20-30份 聚羧酸三元共聚物、5-10份2-苯基咪唑啉季铵盐、10-15份氢氧化物、1-5份水性聚苯胺、2-5份多元醇磷酸酯、40-60份水，pH为11-13.5。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在于，按重量份计，包括30-50份N，N-二甲基乙醇胺、20-30份聚羧酸三元共聚物、5-10份2-苯基咪唑啉季铵盐、10-15份氢氧化物、1-5份水性聚苯胺、2-5份多元醇磷酸酯、40-60份水，pH为11-13.5。


2.根据权利要求1所述的一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在于，按重量份计，包括35-45份N，N-二甲基乙醇胺、22-28份聚羧酸三元共聚物、6-8份2-苯基咪唑啉季铵盐、12-13份氢氧化物、2-4份水性聚苯胺、3-4份多元醇磷酸酯、45-55份水，pH为12-13。


3.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在于，按重量份计，包括40份N，N-二甲基乙醇胺、25份聚羧酸三元共聚物、7份2-苯基咪唑啉季铵盐、12份氢氧化物、2份水性聚苯胺、50份水，pH为12.7。


4.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在于，按重量份计，包括50份N，N-二甲基乙醇胺、30份聚羧酸三元共聚物、10份2-苯基咪唑啉季铵盐、15份氢氧化物、5份水性聚苯胺、5份多元醇磷酸酯、60份水，pH为12.4。


5.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于海工混凝土的钢筋阻锈剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：明阳，陈平，李玲，潘格林，陈新，甘国兴，刘荣进，陈宣东，赵艳荣，韦家崭，
申请(专利权)人：桂林理工大学，桂林新南科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45