本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种植物型钢筋阻锈剂及其制备方法和应用。
背景技术：
在海洋、盐湖与盐碱地等富含氯盐的服役环境中，钢筋混凝土结构常常因氯离子的侵入而导致钢筋锈蚀破坏，使得结构耐久性降低，寿命缩短，给国民经济和人民生命安全造成巨大损害。目前，我国有众多钢筋混凝土结构正在或将在氯盐环境下服役，如跨海大桥、大型挡潮闸、港口码头等。在此背景下，研究钢筋混凝土的阻锈措施对确保氯盐环境下钢筋混凝土工程的安全运行及耐久性的提升具有十分重要的意义。
钢筋阻锈剂已得到许多研究与应用，种类也得到较大丰富，已成为现今最为广泛的钢筋混凝土防腐措施之一。但至目前，阻锈剂还多是无机、有机或混合的化工品，依旧存在着成本偏高、有毒、对环境污染大等诸多问题，如应用广泛的亚硝酸钙型阻锈剂有致癌性，大多数有机类阻锈剂有毒有害，应用会污染环境等。随着近年来环保节能问题的凸显，人们逐渐意识到环境保护和可持续发展的重要性，大量学者开始致力于“绿色节约型环境友好型阻锈剂”的研究。天然高分子中的大量活性基团对金属表面有吸附作用，因此从天然植物及废弃产物中提取钢筋阻锈剂已经成为研究的热点。
生姜是常见的姜科草本植物的新鲜根茎，在我国资源十分丰富。生姜中的姜油萜、姜酚、水茴香、樟脑萜等富含大量的氨基、酞氨基、氮基、氢基等活性基团，其活性基团起到抗氧化、抗腐蚀等有效作用，具有作为钢筋阻锈剂的化学结构基础。我国大量种植生姜，从生姜中提取钢筋阻锈剂具有价格低廉、无毒无害、绿色环保等优点，可满足混凝土结构对腐蚀防护的需求，对提升各类重要和重工混凝土工程的使用寿命具有现实意义。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种植物型钢筋阻锈剂的制备方法，制备的钢筋阻锈剂具有阻锈效果好、使用方便、可生物降解、不影响混凝土抗碳化性和抗压拉强度能等优点。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种植物型钢筋阻锈剂，以质量百分比计，含有50％-100％的生姜原汁和0-50％的水。
一种植物型钢筋阻锈剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)洗净生姜；
(2)机械压榨生姜，过滤后得到生姜原汁；
(3)加水搅拌均匀并静置；
(4)取上清液，调节ph值至8.5-12，得所需的钢筋阻锈剂。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(3)中静置温度为5-50℃，静置时间为8-24h。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(4)中调节ph采用的酸或者碱，
酸为硝酸或磷酸；碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明还提供了上述植物型钢筋阻锈剂在钢筋混凝土阻锈中的应用，所述钢筋阻锈剂的掺量为水泥胶凝材料质量的1％-5％。
本发明的有益效果：
本发明制备的钢筋阻锈剂为植物型阻锈剂，原料来源广泛且天然、价格低廉、制备工艺简单，为环境友好型的绿色钢筋阻锈剂，解决了亚硝酸盐类钢筋阻锈剂和其他有机高分子类钢筋阻锈剂对人体的有害影响和对环境的污染破坏等问题，具有阻锈效果好、使用方便、可生物降解、不影响混凝土抗碳化性和抗压拉强度能等优点，对提高钢筋混凝土结构的使用寿命具有重大的现实意义，易于推广销售和工业产业，应用前景广阔。
附图说明
图1实施例1和实施例2制备的阻锈剂在cl-浓度0.01mol/l时的钢筋电极电化学阻抗谱图；
图2实施例1和实施例2制备的阻锈剂在cl-浓度为0.1mol/l时的钢筋电极电化学阻抗谱图；
图3实施例1和实施例2制备的阻锈剂实验组中ecorr随cl-添加浓度变化趋势图；
图4实施例1和实施例2制备的阻锈剂实验组中icorr随cl-添加浓度变化趋势图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征，目的和效果有更加清楚的理解，下面结合说明书附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
将采集的生姜用清水洗干净，再用机械榨汁机榨汁，过滤后得到生姜原汁，再加水搅拌均匀并等待静置，静置温度为20℃，静置时间为24h，以质量百分比计：生姜原汁50％、添加水50％混合，然后用磷酸和氢氧化钠溶液调节ph值至9.5，即得所需的钢筋阻锈剂。
实施例2
将采集的生姜用清水洗干净，再用机械榨汁机榨汁，过滤后得到生姜原汁，再加水搅拌均匀并等待静置，静置温度为20℃，静置时间为24h，以质量百分比计：生姜原汁100％，然后用磷酸和氢氧化钠溶液调节ph值至9.5，即得到所需的钢筋阻锈剂。
将上述实施例制得的钢筋阻锈剂采用试验进行性能评价，具体为：
1.混凝土模拟液试验
预处理方法如下：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。配制饱和氢氧化钙溶液，将上述实施例1和实施例2中制备的钢筋阻锈剂按3％(体积百分比)加入到饱和氢氧化钙溶液中，并将磨成镜光的钢筋置入，密封，后进行极化的腐蚀性能测试。同时，测试未加阻锈剂的饱和的氢氧化钙溶液对样品的腐蚀性能，作为对照组。
测试方法如下：采用parstat2273电化学工作站，测试系统采用典型的三电极体系。
(1)电化学阻抗谱测试采用扰动幅度为10mv的正弦交流电压，测试的频率范围为10mhz～100khz，使用zsimpwin软件对所测数据进行拟合整理。
(2)动电位极化曲线测试扫描电位为相对开路电位的-0.015v～0.015v，扫描速率为0.2mv/s。为了获得较好的效果，每个试验条件下的动电位测试至少重复三次。
(3)自腐蚀电位ecorr由parstat2273型电化学工作站powercorr模块中ecorrvstime标准模板来测试。
测试结果如下：
(1)电化学阻抗谱：由图1和图2可知，试验初期，各曲线均有较大的容抗弧，表明此时各体系中钢筋电极的极化电阻很大，仍处于钝化状态。随着nacl的添加，曲线的半径明显变小，钢筋极化电阻急剧变小，钢筋已进入腐蚀状态。而加入实施例1和实施例2中的阻锈剂后，均明显提高了极化电阻，钢筋的耐腐蚀性增强，该植物型钢筋阻锈剂对钢筋具有很好的阻锈作用。
(2)自腐蚀电位法：自腐蚀电位ecorr是热力学上表征材料在特定介质中耐腐蚀性趋势的参数，ecorr负向值越大，显示钢筋越易腐蚀。图3是三组试样中ecorr随cl-浓度的变化趋势图，从图中可以看出，随着cl-添加量的增加，各组ecorr均呈逐步降低的趋势，但添加实施例1和实施例2阻聚剂的钢筋自腐蚀电位明显正移，说明该植物型阻聚剂明显降低钢筋受cl-腐蚀的速率。
(3)动电位极化曲线：从图4可以看出，随cl-的添加，腐蚀电流密度icorr均逐渐增加，表明钢筋钝化膜已遭到破坏，腐蚀速度逐步增快。而添加阻锈剂的样本的icorr随cl-增大明显小于对照组，说明该植物型阻锈剂明显降低钢筋的腐蚀速率。
2.混凝土中钢筋腐蚀试验
方法如下：将φ12mm的hpb235钢筋切割长为8cm钢筋段,用砂纸将其表面锈迹打磨干净，钢筋段中间留出4cm的钢筋表面做为工作面,然后将钢筋两端均用热塑管和环氧树脂密封。成型细集料混凝土试件,尺寸为40mm×40mm×160mm,水泥是42.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.5，将生姜钢筋阻锈剂分别添加1％、3％和5％(相对于水泥质量),并设定不加生姜钢筋阻锈剂为空白对照,固定保持钢筋在混凝土的中央位置。待标准养护28d龄期后,将钢筋混凝土试件取出,并置入饱和氢氧化钙溶液中进行腐蚀测试,腐蚀测试用线性极化方式进行,并用正反馈进行ir补偿。测试结果表明见表1。
表1混凝土中钢筋腐蚀试验结果：
由上表可知，两个实施例相对于空白对照组，腐蚀电位明显上移，腐蚀电流密度明显下降，表明钢筋表面的腐蚀得到抑制，耐腐蚀性明显提高。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。