一种利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂及制备方法和应用。本发明专利技术所述的阻锈剂中包括豆类根瘤菌发酵物的有机溶剂浸取液。本发明专利技术利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂原料为大豆收获后剩余的植株根茎，原料来源广泛且为废弃物，钢筋阻锈剂制备过程简单无毒，为环境节约友好型的绿色钢筋阻锈剂。友好型的绿色钢筋阻锈剂。友好型的绿色钢筋阻锈剂。

【技术实现步骤摘要】
一种利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体地说是涉及一种利用大豆植株根茎发酵培养豆类根瘤菌生产的钢筋阻锈剂及其应用方法。

技术介绍

[0002]钢筋混凝土结构在氯盐环境下服役，如跨海大桥、大型挡潮闸、港口码头等，在这种富含氯盐的服役环境中，钢筋锈蚀是引发钢筋混凝土结构锈蚀破坏的主要原因。锈蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性问题非常严重，轻则影响结构的使用性和耐久性，重则降低结构承载力，甚至导致结构失效，造成巨大的经济损失。施加阻锈剂是实际工程中最为有效的钢筋混凝土结构耐久性提升措施之一，但目前市场上的阻锈剂还多以无机、有机或混合的化工品为主，具有成本偏高、有毒、对环境污染大等诸多问题。根瘤菌主要指与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌，由于根瘤菌内氮类有机物含有大量孤对电子，具有制备钢筋阻锈剂的潜力。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术提出一种利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂及制备方法和应用。本专利技术的钢筋阻锈剂通过提取根瘤菌发酵物的有效成分制备的阻锈剂，成本低廉、有效提高混凝土中钢筋的阻锈能力。
[0004]技术方案：本专利技术所述的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，所述阻锈剂中包括豆类根瘤菌发酵物的有机溶剂浸取液。
[0005]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述豆类根瘤菌发酵物通过以下方法制备：
[0006](S11)取豆类根瘤菌，加入营养肉汁琼脂培养基1000
‑
2000mL，在50
‑
60℃培养3
‑
10天；
[0007](S12)将步骤(S11)的产物加入大豆根茎研磨粉中，在50
‑
60℃培养10
‑
50天；
[0008](S13)将步骤(S12)中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合并搅拌均匀并静置；
[0009](S14)调节步骤(S13)中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合液的pH至8.5
‑
12，得到钢筋阻锈剂。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S11)中，所述营养肉汁琼脂培养基含有牛肉膏3.0g/L，蛋白胨10.0g/L，NaCl 5.0g/L以及琼脂15.0g/L。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S13)中，所述豆类根瘤菌粉末为有机溶剂的质量的5％
‑
20％。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S12)中，步骤(S11)的产物质量占大豆根茎研磨粉质量的0.1％
‑
1％。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S11)中，所述豆类根瘤菌为适宜中华根瘤菌、本氏木兰根瘤菌或相思根瘤菌。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S11)中，培养过程中加入1
‑
10mg MnSO4。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S13)中，所述有机溶剂为无水乙醇。
[0016]本专利技术所述的钢筋阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：
[0017](S21)取豆类根瘤菌，加入营养肉汁琼脂培养基1000
‑
2000mL，在50
‑
60℃培养3
‑
10天；
[0018](S22)将步骤(S21)的产物加入大豆根茎研磨粉中，在50
‑
60℃培养10
‑
50天；
[0019](S23)将步骤(S22)中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合并搅拌均匀并静置；
[0020](S24)调节步骤(S23)中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合液的pH至8.5
‑
12，得到钢筋阻锈剂。
[0021]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S23)中静置时间大于等于24小时。
[0022]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(S24)中调节pH的酸为硝酸或磷酸，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0023]本专利技术所述的大豆根茎研磨粉为收获后大豆剩余的大豆植株根茎废弃物，自然晾干后用研磨机机械搅碎至粉末状。
[0024]本专利技术所述的钢筋阻锈剂在延缓钢筋腐蚀中的应用。
[0025]本专利技术所述的应用方法为将钢筋阻锈剂掺入到钢筋混凝土中，掺入量占钢筋混凝土中水泥胶凝材料质量的1％
‑
4％。
[0026]有益效果：(1)本专利技术利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂原料为大豆收获后剩余的植株根茎，原料来源广泛且为废弃物，钢筋阻锈剂制备过程简单无毒，为环境节约友好型的绿色钢筋阻锈剂；(2)本专利技术制备的阻锈剂成本低廉、使用方便、可直接加入混凝土中，有效提高了混凝土中钢筋的阻锈能力，进而提高了钢筋混凝土结构的使用寿命。
附图说明
[0027]图1为在测试环境Cl
‑
浓度0.1mol/L时测试样品1、测试样品2和对照组的钢筋电极电化学阻抗谱；
[0028]图2为测试样品1、测试样品2和对照组的钢筋自腐蚀电位随Cl
‑
添加浓度变化趋势图；
[0029]图3为测试样品1、测试样品2和对照组的钢筋的腐蚀电流密度随Cl
‑
添加浓度变化趋势图。
具体实施方式
[0030]实施例：本专利技术提出一种利用大豆植株根茎发酵培养豆类根瘤菌制备的钢筋阻锈剂，该阻锈剂为豆类根瘤菌的无水乙醇浸取液。本实施例中的大豆根茎研磨粉为收获后大豆剩余的大豆植株根茎废弃物，自然晾干后用研磨机机械搅碎至粉末状。本实施例中的营养肉汁琼脂培养基通过以下方法制备：取牛肉膏3.0g，蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g以及琼脂15.0g，加水至1L，加热溶解，得到营养肉汁琼脂培养基。通过以下方法制备钢筋阻锈剂：
[0031](1)取一株豆类根瘤菌(中华根瘤菌标准菌株2代)，使用营养肉汁琼脂1800mL，加入7mg MnSO4·
H2O，并在55℃环境培养10天；
[0032](2)将步骤(1)的产物加入大豆根茎研磨粉中(质量比为：0.005：1)，在55℃环境培养40天；
[0033](3)将步骤(2)中制得的豆类根瘤菌粉末与乙醇混合，豆类根瘤菌粉末与乙醇的质量比为15:100，并搅拌均匀并静置24小时；
[0034]S4：过滤后用磷酸和氢氧化钠溶液调节pH值至11.5，得所需的钢筋阻锈剂。
[0035]将上述方法制得的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂按照不同的添加量加入到混凝土模拟液中制得测试样品1、测试样品2和对照组，对测试样品1、测试样品2和对照组进行腐蚀性能测试，进而对不同添加量的阻锈剂对钢筋的阻锈性能进行评价，样品制备如下：
[0036]a、制备测试样品1
[0037]将Φ12mm的HPB235钢筋切成长度为5mm的短钢筋棒，并将短钢筋棒的柱状侧面用环氧树脂密封，以端面为工作面，用氧化铝金相砂纸逐级打磨至镜面；配制饱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，其特征在于，所述阻锈剂中包括豆类根瘤菌发酵物的有机溶剂浸取液。2.根据权利要求1所述的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，其特征在于，所述豆类根瘤菌发酵物通过以下方法制备：（S11）取豆类根瘤菌，加入营养肉汁琼脂培养基1000
‑
2000mL，在50
‑
60℃培养3
‑
10天；（S12）将步骤（S11）的产物加入大豆根茎研磨粉中，在50
‑
60℃培养10
‑
50天；（S13）将步骤（S12）中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合并搅拌均匀并静置；（S14）调节步骤（S13）中制得的豆类根瘤菌粉末与有机溶剂混合液的pH至8.5
‑
12，得到钢筋阻锈剂。3.根据权利要求1所述的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，其特征在于，步骤（S11）中，所述营养肉汁琼脂培养基含有牛肉膏3.0g/L，蛋白胨10.0 g/L，NaCl 5.0 g/L以及琼脂15.0 g/L。4.根据权利要求1所述的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，其特征在于，步骤（S13）中，所述豆类根瘤菌粉末占有机溶剂的质量的5%
‑
20%。5.根据权利要求1所述的利用豆类根瘤菌的钢筋阻锈剂，其特征在于，步骤（S12）中，步骤（S1）的产物质量占大豆根茎研磨粉质量的0.1%

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子健，蔡焕春，蒋林华，储洪强，张诗语，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：