一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，包括混凝土材料和环氧树脂涂层钢筋，混凝土材料浇筑在环氧树脂涂层钢筋附近，其特征是，所述环氧树脂涂层钢筋外表面喷涂环氧树脂固化剂，所述混凝土材料中加入以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊。当混凝土基体发生开裂时，水携带有害离子(Cl

【技术实现步骤摘要】
一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统


[0001]本专利技术涉及一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，属于钢筋防腐


技术介绍

[0002]钢筋锈蚀极大损害了混凝土结构完整性和耐久性，严重威胁人们的生命、财产安全，也给社会造成了巨大的经济损失。研究学者研究钢筋锈蚀机理发现，氯离子侵蚀是导致钢筋脱钝锈蚀的重要原因。因此，人们通过阴极保护、添加阻锈剂以及开发环氧涂层钢筋等技术手段来减缓钢筋锈蚀速率。其中，制造环氧涂层钢筋的方式，简单有效，应用愈加广泛。
[0003]环氧树脂涂层钢筋是将打磨后的普通钢筋表面涂覆一层环氧树脂保护层的特殊钢筋，涂层原料一般选用环氧树脂粉末，以静电喷涂方式制作，经过养护固化形成一层完整、连续、包裹住整个钢筋表面的环氧树脂薄膜保护层。根据实际工程调研结果和室内试验的试验结果得知，当钢筋表面的环氧树脂涂层处于完好状态时，环氧涂层可以有效的延长钢筋的使用寿命，提高混凝土结构的耐久性。但是，当环氧树脂涂层钢筋因搬运、施工等原因发生局部涂层破损时，则会导致钢筋锈蚀加速，因此，对环氧树脂涂层的实时修复尤为重要。在实际工程中，现有技术手段只能对未施工前的环氧树脂涂层进行裂纹修复，而对于环氧树脂涂层钢筋包裹在混凝土内，则无法修复。
[0004]微胶囊技术是将某一目标物芯材用各高分子材料作为囊壁完全包覆起来，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使目标物的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。目前微胶囊技术在建筑行业也得到了广泛应用。CN110204260A公开了一种抗蚁混凝土及其制备方法，抗蚁混凝土为在混凝土中掺入可防治白蚁的毒死蜱微胶囊，可有效防治白蚁，解决白蚁破坏混凝土结构的工程问题。CN110922087A公开了一种基于裂缝响应用于超高温油井水泥的高效自愈剂及用途，自愈剂包括微胶囊化环氧树脂和固化剂，自愈剂可在没有发生油、气及水窜时对裂缝进行及时修复。CN110282903A公开了一种修复混凝土裂缝的微胶囊，该微胶囊包括壁材、夹层和芯材，壁材为水泥基材料，芯材为细菌修复剂，夹层为不溶性水泥缓凝剂，微胶囊的水泥外壳能够随水泥结构中裂缝的形成而开裂，进而释放细菌修复剂，启动裂缝的修复。经检索，没有发现微胶囊技术应用于钢筋的防腐方面的报道。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供了一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统。本专利技术将芯材为环氧树脂的吸水性微胶囊预置在混凝土中的环氧涂层钢筋(外表面喷涂环氧树脂固化剂)附近，一旦混凝土发生开裂，外界有害离子浸入，微胶囊一方面吸水阻碍水和有害离子的进一步渗入，一方面释放环氧树脂，通过固化剂固化在钢筋表面，对涂层裂纹进行修补，从而达到保护钢筋不被锈蚀的目的。吸水性微胶囊的使用，还改善了环氧树脂涂层钢筋与混凝土砂浆的粘结力。
[0006]本专利技术的技术方案是：一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，包括混凝土材料和环氧树脂涂层钢筋，混凝土材料浇筑在环氧树脂涂层钢筋附近，其特征是，所述环氧树脂涂层钢筋外表面喷涂环氧树脂固化剂，所述混凝土材料中加入以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊。一旦混凝土发生开裂，外界有害离子浸入，微胶囊一方面吸水阻碍水和有害离子的进一步渗入，一方面释放环氧树脂，通过固化剂固化在钢筋表面，对涂层裂纹进行修补，从而达到保护钢筋不被锈蚀的目的。
[0007]上述以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊为：以吸水性材料为囊壁，以环氧树脂为囊芯；微胶囊粒径为200μm～3.5mm。其中微胶囊囊壁吸水性材料为海藻酸盐、明胶等吸水凝胶中的一种，优选以海藻酸钙为囊壁制备的环氧树脂
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海藻酸钙微胶囊，海藻酸钙与环氧树脂的质量比为1:6～8。
[0008]上述喷涂的环氧树脂固化剂用量为0.1～0.5kg/m2，选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二甲胺、β
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羟乙基乙二胺、氯化铵、改性胺类固化剂中一种或几种。
[0009]上述混凝土材料，包括水泥、砂、水及微胶囊，还可以加入细骨料、粗骨料和外加剂等，其中，微胶囊的掺加量为水泥质量的0.5～15％，优选5～10％。
[0010]上述混凝土用钢筋防腐系统的施工方法，包括以下步骤：
[0011](1)将环氧树脂涂层钢筋外表面喷涂环氧树脂固化剂；
[0012](2)将包括水泥、砂、水及微胶囊的混凝土材料搅拌均匀，得到混凝土混合料；
[0013](3)将掺有微胶囊的混凝土混合料浇筑在钢筋附近，成型、养护，即形成基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统。
[0014]本专利技术的优势为：
[0015]1、对环氧涂层钢筋进行双重防腐(如图1所示)
[0016](1)当混凝土基体发生开裂时，水携带有害离子(Cl
‑
、SO
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‑
)沿裂纹扩展方向不断渗入，裂纹尖端应力导致钢筋附近的预置的微胶囊囊壁破裂，环氧树脂流出，与涂覆在钢筋表面的固化剂相遇，固化凝结钢筋表面，阻挡环氧涂层钢筋与水和有害离子的直接接触；
[0017](2)微胶囊囊壁吸水膨胀，阻碍水和有害离子的进一步渗入，保护钢筋不被锈蚀。
[0018]2、改善了环氧树脂涂层钢筋与混凝土砂浆粘结力
[0019]本专利技术使用的吸水性微胶囊在新拌混凝土中吸收了水分，随着水泥水化过程的进行不断释放水分，提高周围水泥颗粒的水化程度，生成更多的水化产物，从而改善了环氧树脂涂层钢筋与混凝土砂浆粘结力差的问题。
附图说明
[0020]图1为基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统结构及原理示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例及附图对本专利技术做进一步说明，但不作为对本专利技术保护范围的限制。
[0022]实施例1
[0023]1.钢筋准备
[0024]取6根环氧树脂涂层钢筋，型号GHT RL335
‑
20，每根长300mm，钢筋表面无任何缺陷；利用超声波对钢筋进行清洗，擦干后于干燥器中干燥24h后取出，然后用分析天平称取每根钢筋的初始重量(如表1)，并存放在干燥器中备用。
[0025]2.制备微胶囊
[0026]称取3.00g海藻酸钠固体，加入到250mL去离子水中，置于恒温磁力搅拌器上，设置温度60℃进行搅拌，待海藻酸钠固体完全溶解后，得到海藻酸钠溶液。
[0027]分别向海藻酸钠溶液中加入0.200g十二烷基苯磺酸钠和20.00g环氧树脂，继续搅拌30min，冷却后得到环氧树脂
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海藻酸钠混合溶液。海藻酸钙与环氧树脂的质量比为1:7。
[0028]将20.00g醋酸钙加入到250ml去离子水中，配制醋酸钙溶液；利用规格为医用25G针头的一次性注射器，将海藻酸钠
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环氧树脂混合液逐滴滴加到醋酸钙溶液中，滴加完成后，继续固化30min。
[0029]固化结束后，将固化好的微胶囊用无水乙醇冲洗三次，风干，即得到环氧树脂
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，包括混凝土材料和环氧树脂涂层钢筋，混凝土材料浇筑在环氧树脂涂层钢筋附近，其特征是，所述环氧树脂涂层钢筋外表面喷涂环氧树脂固化剂，所述混凝土材料中加入以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊。2.如权利要求1所述的一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，其特征是，所述以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊为：以吸水性材料为囊壁，以环氧树脂为囊芯；微胶囊粒径为200μm～3.5mm；所述囊壁为水凝胶。3.如权利要求2所述的一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，其特征是，所述以环氧树脂为芯材的吸水性微胶囊为以海藻酸钙为囊壁制备的环氧树脂
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海藻酸钙微胶囊，海藻酸钙与环氧树脂的质量比为1:6～8。4.如权利要求1所述的一种基于微胶囊技术的混凝土用钢筋防腐系统，其特征是，所述喷涂的环氧树脂固化剂选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、间苯二甲胺、β
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【专利技术属性】
技术研发人员：伍文文，黄诚，李晓桐，宋婷婷，王琛，江舟，刘超，
申请(专利权)人：山东省冶金产品质量监督检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：