本发明涉及阻锈剂领域，具体地说，是适用于钢筋混凝土的阻锈剂及其制备方法。
背景技术：
自19世纪20年代波特兰水泥问世以来，混凝土材料已有100多年的使用历史，由于其具有结构刚度大、易于施工、工程造价低、后期维修费用少等诸多优点，现已成为土木工程结构设计中的首选材料，2015年仅中国水泥产量就达到23亿吨。事实上，从混凝土应用于土木工程至今的100多年间，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足导致的，有的则是由于使用荷载的不利变化而造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足而造成的失效造成的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境中含有的大量cl-，对混凝土造成侵蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这已成为实际工程中的重要问题。
解决钢筋锈蚀的方法有很多，如采用耐腐蚀钢筋、在混凝土表面涂覆阻隔层、添加阻锈剂等，其中最经济有效的就是添加阻锈剂，已成为当前最广泛应用的防腐蚀技术之一。目前市面上的阻锈剂多为无机或合成有机化合物，存在难降解、有毒性、价格高等缺点。21世纪以来，面对可持续发展思想的深入以及人们逐渐增强的环保意识，阻锈剂的开发和应用也面临着新的挑战。绿色化学基于不使用有毒、有害物质，不产生废物，不处理废物，从源头上阻止污染，运用化学技术减少或消灭那些对生态环境造成危害的原材料、反应试剂、反应产物、副产物而产生和使用。因此，基于绿色化学的理念，降低相关产品的环境负荷，研究开发对环境不构成破坏作用的无毒无害绿色阻锈剂成为研究热点。
常用的绿色阻锈剂有植物提取物、改性植物提取物、氨基酸，但这些阻锈剂或多或少存在下面不足：(1)在酸性条件下效果显著，在钢筋混凝土这种碱性环境中阻锈效果不佳；(2)稳定性差，遇到高温容易分解；(3)原料来源渠道窄，价格较高。这些不足导致绿色阻锈剂在钢筋混凝土中无法推广应用。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种钢筋混凝土阻锈剂及其制备方法，以解决现有技术的不足，具有绿色环保、稳定性好，并在碱性条件下具有良好的阻锈效果。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种钢筋混凝土阻锈剂以重量份计由下列原料组成：30～60份改性平菇提取物、1～4份葡萄糖酸钙、2～10份十二烷基苯磺酸钠以及30～67份水。
根据本发明的一实施例，十二烷基苯磺酸钠占所述阻锈剂中的比例不大于10％。
根据本发明的一实施例，所述钢筋混凝土阻锈剂适用于ph为8～13的碱性条件。
一种钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，其包括步骤：
(a)取1千克脱水平菇，粉碎至80～100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8～12小时；
(b)将浸泡后的平菇加热至60-65℃，保持1小时后趁热过滤，得滤渣；
(c)将滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液，将滤液冷却至常温，过滤产生的白色沉淀；
(d)将白色沉淀水洗至中性，加入1升的8.82mol/lh2o2、100毫升的0.1mol/l醋酸,50～60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(e)向平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55～60℃进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；以及
(f)将相应质量份的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合，搅拌均匀，制得所述钢筋混凝土阻锈剂。
本发明同现有技术相比，主要具有以下优点和有益效果：
所述钢筋混凝土阻锈剂主要成分来源于平菇，原料供应充足，对环境影响小，是一种绿色阻锈剂；改性平菇提取物是一种混合物，在ph值为8～13的碱性条件下，该混合物中含有的n、s等杂原子可以有效与fe结合，结构稳定，形成致密的钝化层；在夏季高温天气，建筑外表温度较高，通过加入香草醛改性的平菇提取物热稳定性好，不易产生分解；葡萄糖酸钙可以fe形成配合物，消除由钝化层厚薄不匀导致的局部锈蚀现象，与改性平菇提取物起到协同效应，提高阻锈效果；十二烷基苯磺酸钠通过磺酸基团与fe的吸附，使烷基分布在外，产生疏水功能，避免了水参与钢筋的锈蚀反应中。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
一种钢筋混凝土阻锈剂以重量份计由下列原料组成：30～60份改性平菇提取物、1～4份葡萄糖酸钙、2～10份十二烷基苯磺酸钠以及30～67份水。其中，所述的改性平菇提取物是一种外观疏松白色固体混合物，可溶于水，在100℃以下的环境中具有很好的稳定性，在ph值为8～13的混凝土中可与铁形成结构稳定配合物，使钢筋表面钝化，具有较好的阻锈效果。
葡萄糖酸钙是一种白色结晶性粉末，可溶于水，得以作为辅助缓蚀剂，能够改善改性平菇提取物在钢筋表面形成的钝化层不均匀的问题，与改性平菇提取物形成协同效应，从而提高阻锈效果。
十二烷基苯磺酸钠是一种白色片状固体，易溶于水，在碱性条件下性能稳定，是一种常用的阴离子型表面活性剂，其分子中的磺酸根比cl-更容易吸附在铁表面，形成极性基团在内，非极性烷基在外的结构，具有疏水性，从而阻碍腐蚀介质进入。
其中，十二烷基苯磺酸钠占所述阻锈剂中的比例不大于10％。
水在本发明中起到溶剂的作用，由于改性平菇提取物外观疏松，直接与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠混合，容易产生上下分层现象，将几种物质溶于水，能够使配方均一。
一种钢筋混凝土阻锈剂的制备方法，其包括步骤：
(a)取1千克脱水平菇，粉碎至80～100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8～12小时；
(b)将浸泡后的平菇加热至60-65℃，保持1小时后趁热过滤，得滤渣；
(c)将滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液，将滤液冷却至常温，过滤产生的白色沉淀；
(d)将白色沉淀水洗至中性，加入1升的8.82mol/lh2o2、100毫升的0.1mol/l醋酸,50～60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(e)向平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55～60℃进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；以及
(f)将相应质量份的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合，搅拌均匀，制得所述钢筋混凝土阻锈剂。
所述钢筋混凝土阻锈剂的主要成分来源于平菇，原料供应充足，对环境影响小，是一种绿色阻锈剂。
制备的改性平菇提取物是一种混合物，在ph值为8～13的碱性条件下，该混合物中含有的n、s等杂原子可以有效与fe结合，结构稳定，形成致密的钝化层。
在夏季高温天气，建筑外表温度较高，通过加入香草醛改性的平菇提取物热稳定性好，不易产生分解。
十二烷基苯磺酸钠起到的不是常规表面活性剂作用，而是通过磺酸基团与fe的吸附，使烷基分布在外，产生疏水功能，避免了水参与钢筋的锈蚀反应中。同时，由于改性平菇提取物中含有氨基，当十二烷基苯磺酸钠占阻锈剂比例大与10％，温度50℃～60℃时，氨基会与十二烷基苯磺酸钠反应，形成盐，消耗了改性平菇提取物，削弱了阻锈剂的阻锈性能。从而，十二烷基苯磺酸钠占阻锈剂比例应不大于10％
本发明下述实施例中所使用的葡萄糖酸钙来源于济南特兴化工有限公司。
本发明下述实施例中所使用的十二烷基苯磺酸钠来源于济南英出化工科技有限公司。
本发明下述实施例中所使用的8.82mol/lh2o2来源于郑州市中助工贸有限公司。
本发明下述实施例中所使用的香草醛来源于上海谱振生物有限公司。
实施例1
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物30份
葡萄糖酸钙1份
十二烷基苯磺酸钠2份
水67份
所述钢筋混凝土阻锈剂的制备方法如下：
(1)取1kg脱水平菇，粉碎至80-100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8-12小时；将浸泡后的平菇加热至60-65℃，保持1小时；趁热过滤，得滤渣；
(2)将(1)步骤得到的滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液；将滤液冷却至常温，有白色沉淀产生，过滤；
(3)将(2)步骤中过滤得到的白色沉淀水洗至中性，加入8.82mol/lh2o21l、0.1mol/l醋酸100ml,50-60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(4)向(3)步骤所得的平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55-60℃进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；
(5)将(4)步骤得到的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合即可得到所要求的阻锈剂。
实施例2
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠6份
水30份
所述的钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法如下：
(1)取1kg脱水平菇，粉碎至80-100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8-12小时；将浸泡后的平菇加热至60℃，保持1小时；趁热过滤，得滤渣；
(2)将(1)步骤得到的滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液；将滤液冷却至常温，有白色沉淀产生，过滤；
(3)将(2)步骤中过滤得到的白色沉淀水洗至中性，加入8.82mol/lh2o21l、0.1mol/l醋酸100ml,50-60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(4)向(3)步骤所得的平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55-60度进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；
(5)将(4)步骤得到的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合即可得到所要求的阻锈剂。
实施例3
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物40份
葡萄糖酸钙2份
十二烷基苯磺酸钠3份
水55份
所述的钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法如下：
(1)取1kg脱水平菇，粉碎至80-100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8-12小时；将浸泡后的平菇加热至60℃，保持1小时；趁热过滤，得滤渣；
(2)将(1)步骤得到的滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液；将滤液冷却至常温，有白色沉淀产生，过滤；
(3)将(2)步骤中过滤得到的白色沉淀水洗至中性，加入8.82mol/lh2o21l、0.1mol/l醋酸100ml,50-60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(4)向(3)步骤所得的平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55-60度进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；
(5)将(4)步骤得到的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合即可得到所要求的阻锈剂。
实施例4
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物50份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠6份
水40份
所述的钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法如下：
(1)取1kg脱水平菇，粉碎至80-100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8-12小时；将浸泡后的平菇加热至60-65℃，保持1小时；趁热过滤，得滤渣；
(2)将(1)步骤得到的滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液；将滤液冷却至常温，有白色沉淀产生，过滤；
(3)将(2)步骤中过滤得到的白色沉淀水洗至中性，加入8.82mol/lh2o21l、0.1mol/l醋酸100ml,50-60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；
(4)向(3)步骤所得的平菇提取液中加入0.1mol香草醛，控制温度55-60℃进行反应1小时，降至室温，加入3mol无水乙醇，充分搅拌，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到改性平菇提取物；
(5)将(4)步骤得到的改性平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合即可得到所要求的阻锈剂。
实施例1至实施例4材料性能测试结果，按照jgj/t192测试钢筋在盐水浸烘环境中的防锈性能，为了衡量本专利技术方案的效果，选择常用且效果较好的nano2作为对比例。实施例1至实施例4的测试结果如表1所示。
表1实施例1-4和对比例的阻锈剂性能测试结果
rn：代表n次循环后钢筋锈蚀面积百分率。
表中数据表明本专利提供的技术在同等添加量的情况下达到了常用的无机阻锈剂剂nano2的效果，可通过提高添加比例提高阻锈效果，但当添加到一定比例后阻锈效果不在提高。测试过程中烘箱温度80±5℃,达到了高温天气建筑物表面温度，在经过4次循环、5次循环后，钢筋锈蚀面积保持稳定，表明本专利提供的防锈剂在高温下较稳定，不易分解。
实施例5
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物0份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠6份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例6
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙0份
十二烷基苯磺酸钠6份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例7
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠0份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例8
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠6份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例9
按照下文所述质量份数比称取各种原料
平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠6份
水30份
所述的钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法如下：
(1)取1kg脱水平菇，粉碎至80-100目，加入8l0.1mol/l的naoh溶液，浸泡8-12小时；将浸泡后的平菇加热至60-65℃，保持1小时；趁热过滤，得滤渣。
(2)将(1)步骤得到的滤渣水洗至中性，加入10mol/l的naoh溶液，加热至120-130℃，保持2小时，趁热过滤，得滤液；将滤液冷却至常温，有白色沉淀产生，过滤。
(3)将(2)步骤中过滤得到的白色沉淀水洗至中性，加入8.82mol/lh2o21l、0.1mol/l醋酸100ml,50-60℃加热1小时，升高温度至100℃，保持10分钟，冷却得平菇提取液；将平菇提取液降至室温，过滤、洗至中性、80℃烘干，得到平菇提取物。
(4)将(3)步骤得到的平菇提取物与葡萄糖酸钙、十二烷基苯磺酸钠、水按比例混合即可得到所要求的阻锈剂。
实施例10
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠2份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例11
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠4份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例12
按照下文所述质量份数比称取各种原料
改性平菇提取物60份
葡萄糖酸钙4份
十二烷基苯磺酸钠10份
水30份
所述钢筋混凝土用阻锈剂的制备方法同实施例2。
实施例5至实施例12的测试结果如表2所示。
表2实施例5-12的阻锈剂性能测试结果
实施例13至实施例21
取实施例2制得的所述钢筋混凝土阻锈剂进行不同酸碱度的对比，测试时，阻锈剂的添加量均为0.1％。测试结果如表3所示。
表3实施例13-21的阻锈剂在不同酸碱度中的测试结果
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。