用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂及其制备方法和使用方法，所述钢筋阻锈剂包括溶剂和溶解于其中的溶质，所述溶剂为无水解酶的双蒸水，其PH>6.0；以质量百分比计，所述溶质为80％

【技术实现步骤摘要】
用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂及其制备方法和使用方法


[0001]本专利技术涉及一种钢筋阻锈剂及其制备方法和使用方法，尤其涉及一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂及其制备方法和使用方法，属于建筑材料防腐蚀领域。

技术介绍

[0002]钢筋混凝土作为一种强度高、塑性好、价格低廉的建筑材料，在各种土木工程中得到了广泛的应用，但是随着内外部环境的相互作用，钢筋混凝土结构在服役期间极容易产生裂缝和腐蚀，往往在达到预期寿命前就会产生很大的破坏，其中最主要的因素是氯盐对钢筋混凝土结构中钢材的腐蚀。氯离子作为一种强而有效的去钝化剂，会直接与钝化膜相互作用，进入混凝土内部结构导致钢筋腐蚀。
[0003]钢材腐蚀引起的过早结构破坏给人类社会造成了巨大的经济损失和资源浪费，常见防护措施一般包括使用不锈钢、防护涂层、阴极保护、电化学脱氯、缓蚀剂等。由于缓蚀剂具有长效、操作简单、节约成本、不从根本上改变混凝土性能等优点，可有效防止钢材的腐蚀。在世界范围内得到越来越广泛的应用。亚硝酸盐是最早大规模应用的缓蚀剂。但亚硝酸盐是一种有毒物质，当亚硝酸盐不足时，就有发生钢深孔腐蚀的危险。随着环境保护的迫切需要，开发高效、环保的混凝土施工缓蚀剂具有重要的现实意义和经济价值。
[0004]另，目前对钢筋混凝土在氯盐环境下的侵蚀行为大多采用单一的氯化钠溶液来模拟侵蚀环境。但是实际施工环境中氯离子的侵蚀过程会受外部环境和内部化学环境中其他共存离子的影响，其中氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁溶液是服役环境中最常见的氯化冰盐。因此开发出这种针对于复杂氯盐环境下的钢筋阻锈剂具有重要的意义和广阔的研究前景。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂；本专利技术的另一目的是提供一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂的制备方法；本专利技术的另一目的是提供一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂的使用方法。
[0006]技术方案：本专利技术的一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂，所述钢筋阻锈剂包括溶剂和溶解于其中的溶质，所述溶剂为无水解酶的双蒸水，其PH>6.0；以质量百分比计，所述溶质为80％
‑
90％DAP干粉和10％
‑
20％PVA粉；其中，DAP通过一磷酸腺苷、二磷酸腺苷和三磷酸腺苷接枝在核苷亚磷酸活化中间体上制得。
[0007]作为本专利技术的进一步优选，制得DAP干粉的原料，包括以下组分：以质量百分比计，30％
‑
50％核苷酸、5％
‑
15％一磷酸腺苷、15％
‑
25％二磷酸腺苷、25％
‑
35％三磷酸腺苷。
[0008]作为本专利技术的进一步优选，上述DAP干粉由以下步骤制得：
[0009](1)采用氢气在常温常压下催化氢解，脱掉核苷酸中5'
‑
羟基的保护基团，获得游离的5'
‑
羟基；
[0010](2)采用亚磷酰胺保护核苷酸单体与四氮唑活化剂进行混合，得到核苷亚磷酸活
化中间体；
[0011](3)上述核苷亚磷酸活化中间体与游离的5'
‑
羟基发生缩合反应，然后按照比例加入一磷酸腺苷、二磷酸腺苷和三磷酸腺苷，使其接枝在核苷亚磷酸活化中间体表面，然后终止缩合反应；获得的产物即为DAP；
[0012](4)提纯、干燥后即得DAP干粉。
[0013]作为本专利技术的更进一步优选，步骤(3)中，以乙酸激酶作为催化剂进行接枝共聚；采用乙酸酐和1
‑
甲基咪唑试剂终止缩合反应。
[0014]作为本专利技术的更进一步优选，步骤(3)中，还包括氧化步骤，在终止缩合反应后，采用氧化剂碘进行氧化，使其磷酸骨架更为稳定.
[0015]作为本专利技术的更进一步优选，步骤(4)中，提纯、干燥过程为：产物浸泡在50％
‑
70％的酒精溶液中，低温搅拌至充分溶解后，真空干燥至重量不再发生变化。
[0016]作为本专利技术的进一步优选，PVA粉的聚合度为500
‑
600，醇解度为88
±
2％；DAP干粉的分子量为19750
‑
19870g/mol。
[0017]作为本专利技术的进一步优选，所述一磷酸腺苷的纯度在98％以上。
[0018]作为本专利技术的进一步优选，所述二磷酸腺苷的纯度在98％以上。
[0019]作为本专利技术的进一步优选，所述三磷酸腺苷的纯度在98％以上。
[0020]另一方面，本专利技术提供一种上述钢筋阻锈剂的制备方法，将80％
‑
90％DAP干粉和10％
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20％PVA粉混合均匀，然后加入无水解酶的双蒸水震荡混匀，低温分散均匀，即得。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种上述用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂的使用方法，钢筋阻锈剂在使用过程中直接涂敷在钢筋表面，或者在混凝土拌合过程中以外加剂的形成掺入其中，掺量为拌合水质量的2％
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6％。
[0022]作为本专利技术的进一步优选，钢筋阻锈剂的服役环境为复杂氯盐环境，复杂氯盐环境包括氯化钠、氯化钾、氯化钙和氯化镁。
[0023]本专利技术钢筋阻锈剂，以PVA溶于水所形成的致密型好、结晶度高的薄膜为基体，DAP分子均匀地分散在其表面形成更为完整、难溶、致密的薄膜层，避免了DAP分子发生团聚现象，同时减少氧气与钢筋的接触从而发生的氧化还原反应。另外DAP分子中高含量的磷酸根可以和钢筋表面的铁的d空轨道结合成键，形成稳定地化学结构，进而抑制氯离子作为一种去钝化剂来加速钢筋表面的氧化还原反应，从而控制钢筋表面的腐蚀。在复杂氯盐腐蚀环境下，相对于氯化钠和氯化钾溶液，氯化钙和氯化镁的水化会生成氢氧化钙和氢氧化镁，降低体系的PH值，使得氢氧根的浓度减少，同时降低钢筋表面DAP分子的含量。而相对于氯化钙溶液中，DAP分子和钙离子的化学结合可形成一层微溶的DAP
‑
磷酸钙沉淀，可抑制钢筋表面阻锈剂的降解，同时保护钢筋表面减缓氯离子引起的腐蚀。
[0024]根据上述机理，本专利技术的钢筋阻锈剂虽在不同氯盐环境下的表现有所差异，但仍具有十分显著的缓蚀效果。这可以简单概括为两个基本原理：(1)氯盐的水化会影响环境中的PH值；(2)氯化钙会与钢筋阻锈剂反应形成微溶的DAP
‑
磷酸钙沉淀，从而影响阻锈剂的阻锈性能。
[0025]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：与现有的阻锈剂相比，本专利技术采用了更加简化的合成方法，在保证显著阻锈效果的同时，避免了使用环境的局限性以及因分子量过大而产生的团聚现象等问题。具有绿色环保、合成工艺简单、且阻锈性能良
好等优点，能够有效地应用于复杂的氯盐环境下，为实际服役条件下提供理论依据和技术指导。
附图说明
[0026]图1是钢筋在0.15mol/L氯化钠的饱和氢氧化钙溶液中未添加钢筋阻锈剂，以及在0.15mol/L氯离子浓度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂，其特征在于，所述钢筋阻锈剂包括溶剂和溶解于其中的溶质，所述溶剂为无水解酶的双蒸水，其PH>6.0；以质量百分比计，所述溶质为80％
‑
90％DAP干粉和10％
‑
20％PVA粉；其中，DAP通过一磷酸腺苷、二磷酸腺苷和三磷酸腺苷接枝在核苷亚磷酸活化中间体上制得。2.根据权利要求1所述的用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂，其特征在于，制得DAP干粉的原料，包括以下组分：以质量百分比计，30％
‑
50％核苷酸、5％
‑
15％一磷酸腺苷、15％
‑
25％二磷酸腺苷、25％
‑
35％三磷酸腺苷。3.根据权利要求1
‑
2任一所述的用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂，其特征在于，DAP干粉由以下步骤制得：(1)采用氢气在常温常压下催化氢解，脱掉核苷酸中5'
‑
羟基的保护基团，获得游离的5'
‑
羟基；(2)采用亚磷酰胺保护核苷酸单体与四氮唑活化剂进行混合，得到核苷亚磷酸活化中间体；(3)上述核苷亚磷酸活化中间体与游离的5'
‑
羟基发生缩合反应，然后按照比例加入一磷酸腺苷、二磷酸腺苷和三磷酸腺苷，使其接枝在核苷亚磷酸活化中间体表面，然后终止缩合反应；获得的产物即为DAP；(4)提纯、干燥后即得DAP干粉。4.根据权利要求3所述的用于复杂氯盐环境的钢筋阻锈剂，其特征在于，步骤(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋林华，杨国辉，于常胜，职芳芳，靳卫准，褚洪强，宋子健，顾越，徐怡，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：