本发明涉及混凝土添加剂技术领域，特别涉及一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂及其制备方法。
背景技术：
外加剂作为混凝土原材料的第五组分，普遍在混凝土行业应用。应用最为广泛的外加剂是减水剂，其主要功能是在保证混凝土和易性不变的情况下，减少混凝土拌和用水量，从而提高混凝土强度等。
在钢筋混凝土结构中，钢筋的腐蚀破坏是影响结构耐久性的首要因素。在国外，钢筋腐蚀占腐蚀损失的40％左右；在我国，每年也因钢筋腐蚀损失巨大，年建筑行业钢筋腐蚀损失达1000亿人民币以上，而我国的工业建筑调查也表明，由于钢筋腐蚀的存在，建筑结构一般使用寿命达不到设计要求的年限，在海洋环境下，钢筋锈蚀更为严重。
但现有的外加剂抗腐蚀效果欠佳，不能很好适应在海洋等易发生混凝土钢筋锈蚀的环境，故急需一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂及其制备方法。
技术实现要素：
鉴以此，本发明提出一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂及其制备方法，解决上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：a组份20-30％、b组份20-30％、c组份40-60％；其中，
所述a组份由丙烯酸聚丙二醇单甲醚、马来酸酐二乙二醇单丁醚、甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠制得；
所述b组份由油酸、多胺、季铵化试剂制得；
所述c组份由柠檬酸钠、氢氧化钠和水制得。
进一步的，所述a组份原料质量百分比为：丙烯酸聚丙二醇单甲醚70-85％、马来酸酐二乙二醇单丁醚2-5％、甲基丙烯酸5-10％、2-甲基-2-丙烯酸甲酯2-5％、甲基丙烯磺酸钠1-5％。
进一步的，所述b组份原料中油酸、多胺、季铵化试剂的摩尔比为1：0.9-1.3：0.9-1.3，优选1:1.3:1。
进一步的，所述c组份原料质量百分比为：5-8％柠檬酸钠、4-9％氢氧化钠、85-90％水。
进一步的，所述季铵化试剂为硫酸二甲酯、环氧氯丙烷、丙烯酸酯中的一种。
进一步的，所述a组份的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸聚丙二醇单甲醚和马来酸酐二乙二醇单丁醚混合升温到75～80℃，滴加甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠溶液，5.5～6.5h滴完，然后升温至90～100℃，保温1.5～2.5h，得a组份。
进一步的，所述b组份的制备方法包括以下步骤：以油酸和多胺为原料，合成b组份中间体，反应条件为酰化温度155～165℃、酰化时间1.5～2.5h，环化温度190～210℃、环化时间9～11h，制得b组份中间体；将b组份中间体与季铵化试剂于75～85℃反应1.5～2.5h，得b组份。
进一步的，所述c组份的制备方法包括以下步骤：将柠檬酸钠、氢氧化钠和水混合，得c组份。
本发明提供一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂的制备方法，按上述质量比，将a组份、b组份、c组份进行混合，搅拌均匀，即得。
本发明提供一种钢筋混凝土，所述钢筋混凝土中掺入本发明任一项所述的提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，其掺入量为混凝土胶凝材料质量的1-3％，优选2％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明外加剂结合a组份、b组份、c组份，科学配比，使得a组份、b组份、c组份协同作用，具有与水泥适应性好、掺量小，减水率高，耐腐蚀效果好、阻锈持续时间长的特点，能有效阻止氯离子对钢筋钝化膜的破坏，提高混凝土钢筋耐腐蚀性能，延长了钢筋混凝土结构的使用寿命。添加本发明外加剂的混凝土在保证较好的力学性能要求的同时，能够提高混凝土钢筋耐腐蚀性能，从而提高混凝土防护能力，很好地满足海洋环境下对混凝土耐久性的要求，降低混凝土结构后期由钢筋锈蚀维护产生的费用，延长使用寿命。
其中，在配方中，a组份具有分散作用、降低混凝土胶凝材料用量、减少收缩开裂提高混凝土耐久性作用，b组份阻止钢筋钝化膜破坏、提高钢筋锈蚀的临界氯离子浓度，c组份调节混凝土凝结时间和外加剂ph。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：a组份20-30％、b组份20-30％、c组份40-60％；其中，
所述a组份由以下质量百分比原料制得：丙烯酸聚丙二醇单甲醚70-85％、马来酸酐二乙二醇单丁醚2-5％、甲基丙烯酸5-10％、2-甲基-2-丙烯酸甲酯2-5％、甲基丙烯磺酸钠1-5％；
所述b组份由以下摩尔比原料制得：油酸、多胺、季铵化试剂的摩尔比为1：0.9-1.3：0.9-1.3，优选1:1.3:1；
所述c组份原料由以下质量百分比原料制得：5-8％柠檬酸钠、4-9％氢氧化钠、85-90％水；
所述季铵化试剂为硫酸二甲酯、环氧氯丙烷、丙烯酸酯中的一种。
上述外加剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、a组份的制备：将丙烯酸聚丙二醇单甲醚和马来酸酐二乙二醇单丁醚混合升温到75～80℃，滴加甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠溶液，5.5～6.5h滴完，然后升温至90～100℃，保温1.5～2.5h，得a组份；
s2、b组份的制备：以油酸和多胺为原料，合成b组份中间体，反应条件为酰化温度155～165℃、酰化时间1.5～2.5h，环化温度190～210℃、环化时间9～11h，制得b组份中间体；将b组份中间体与季铵化试剂于75～85℃反应1.5～2.5h，得b组份；
s3、c组份的制备：将柠檬酸钠、氢氧化钠和水混合，得c组份；
s4、总混：按上述重量比，将a组份、b组份、c组份进行混合，搅拌均匀，即得提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂。
实施例1
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：30％a组份、30％b组份、40％c组份；其中，
所述a组份由以下质量百分比原料制得：80％丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体、4％马来酸酐二乙二醇单丁醚、10％甲基丙烯酸、3％2-甲基-2-丙烯酸甲酯、3％甲基丙烯磺酸钠；
所述b组份由以下摩尔比原料制得：油酸、多胺、硫酸二甲酯的摩尔比为1:1.3:1；所述c组份由以下质量百分比原料制得：5％柠檬酸钠、7％氢氧化钠、88％水。
实施例2
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：25％a组份、25％b组份、50％c组份；其中，
所述a组份由以下质量百分比原料制得：85％丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体、3％马来酸酐二乙二醇单丁醚、5％甲基丙烯酸、2％2-甲基-2-丙烯酸甲酯、5％甲基丙烯磺酸钠；
所述b组份由以下摩尔比原料制得：油酸、多胺、硫酸二甲酯的摩尔比为1:1.3:1；所述c组份原料由以下质量百分比原料制得：6％柠檬酸钠、4％氢氧化钠、90％水。
实施例3
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：20％a组份、30％b组份、50％c组份；其中，
所述a组份由以下质量百分比原料制得：80％丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体、5％马来酸酐二乙二醇单丁醚、6％甲基丙烯酸、5％2-甲基-2-丙烯酸甲酯、4％甲基丙烯磺酸钠；
所述b组份由以下摩尔比原料制得：油酸、多胺、丙烯酸酯的摩尔比为1:1.3:1；所述c组份由以下质量百分比原料制得：8％柠檬酸钠、5％氢氧化钠、87％水。
实施例4
一种提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂，包括以下质量百分比原料：30％a组份、20％b组份、50％c组份；其中，
所述a组份由以下质量百分比原料制得：75％丙烯酸聚丙二醇单甲醚单体、5％马来酸酐二乙二醇单丁醚、10％甲基丙烯酸、5％二2-甲基-2-丙烯酸甲酯、5％甲基丙烯磺酸钠；
所述b组份由以下摩尔比原料制得：油酸、多胺、环氧氯丙烷的摩尔比为1:1.3:1；所述c组份由以下质量百分比原料制得：6％柠檬酸钠、9％氢氧化钠、85％水。
上述实施例1～4的外加剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、a组份的制备：将丙烯酸聚丙二醇单甲醚和马来酸酐二乙二醇单丁醚混合升温到80℃，滴加甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠溶液，6h滴完，然后升温至90～100℃，保温2h，得a组份；
s2、b组份的制备：以油酸和多胺为原料，合成b组份中间体，反应条件为酰化温度160℃、酰化时间2h，环化温度200℃、环化时间10h，制得b组份中间体；将b组份中间体与季铵化试剂于80℃反应2h，得b组份；
s3、c组份的制备：按上述质量比，将柠檬酸钠、氢氧化钠和水混合，得c组份；
s4、总混：按上述质量比，将a组份、b组份、c组份进行混合，搅拌均匀，即得提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂。
实施例5
本实施例中各原料组分以及用量与实施例4一致，区别在于，所述外加剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、a组份的制备：将丙烯酸聚丙二醇单甲醚和马来酸酐二乙二醇单丁醚混合升温到75℃，滴加甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠溶液，5.5h滴完，然后升温至90～100℃，保温2.5h，得a组份；
s2、b组份的制备：以油酸和多胺为原料，合成b组份中间体，反应条件为酰化温度155℃、酰化时间2.5h，环化温度190℃、环化时间11h，制得b组份中间体；将b组份中间体与季铵化试剂于75℃反应2.5h，得b组份；
s3、c组份的制备：将柠檬酸钠、氢氧化钠和水混合，得c组份；
s4、总混：按上述重量比，将a组份、b组份、c组份进行混合，搅拌均匀，即得提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂。
实施例6
本实施例中各原料组分以及用量与实施例4一致，区别在于，所述外加剂的制备方法，包括以下步骤：
s1、a组份的制备：将丙烯酸聚丙二醇单甲醚和马来酸酐二乙二醇单丁醚混合升温到80℃，滴加甲基丙烯酸、2-甲基-2-丙烯酸甲酯和甲基丙烯磺酸钠溶液，6.5h滴完，然后升温至90～100℃，保温1.5h，得a组份；
s2、b组份的制备：以油酸和多胺为原料，合成b组份中间体，反应条件为酰化温度165℃、酰化时间1.5h，环化温度210℃、环化时间9h，制得b组份中间体；将b组份中间体与季铵化试剂于85℃反应1.5h，得b组份；
s3、c组份的制备：将柠檬酸钠、氢氧化钠和水混合，得c组份；
s4、总混：按上述重量比，将a组份、b组份、c组份进行混合，搅拌均匀，即得提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂。
对比例1
本对比例与实施例4的区别在于，所述外加剂不含有a组份，由40％b组份和60％c组份混合制得。
对比例2
本对比例与实施例4的区别在于，所述外加剂不含有b组份，由40％a组份和60％c组份混合制得。
对比例3
本对比例与实施例4的区别在于，所述外加剂包括以下质量百分比原料：a组份35％、b组份35％、c组份30％。
一、效果验证试验
将本发明实施例1～6以及对比例1～3制得的外加剂进行减水率试验、阻锈性能试验，以砂浆进行试验，砂浆原材料为42.5水泥和标准砂，减水率试验质量配合比为：水泥：标准砂＝1:3，先测定不加外加剂(180±5)mm流动度用水量，再测定掺加外加剂(180±5)mm流动度用水量，经计算得外加剂减水率。阻锈试验质量配合比为：水泥：标准砂：水＝1:2:0.5，在砂浆中分别掺入水泥质量2％的实施例1～6以及对比例1～3制备的外加剂，以掺入水泥质量2％普通聚羧酸减水剂为空白样进行对比性试验，将砂浆搅拌均匀后装模，将经过处理的hpb235钢筋插入砂浆试块中间，拆模后标养7d，进行电化学综合防锈性能试验。将试件处理后置于3％氯化钠溶液中，连接好导线，施加1200mv稳定电压168h，测量腐蚀电流。
上述结果表明，本发明实施例1～6的外加剂减水率高，能显著提高混凝土钢筋耐腐蚀性能，对钢筋具有显著的阻锈性能。
其中，对比例1～3与实施例1～6对比可知，本发明外加剂a组份、b组份、c组份以及配比极大影响了本发明外加剂的减水率和对钢筋的阻锈性，表明本发明科学配比，使得a组份、b组份、c组份协同作用，获得减水率稿且能够显著提高混凝土钢筋耐腐蚀性能的外加剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。