一种环境友好型钢筋混凝土阻锈剂及其应用
【专利摘要】本发明提供一种环境友好型钢筋混凝土阻锈剂及其应用，其中按质量百分含量计，所述阻锈剂包括：钼酸钠0.05～2.0％，硫酸锌0.1～1.0％，三乙醇胺0.1～1.5％，其余为水。将不同类型缓蚀剂进行复合，发挥不同类型缓蚀剂之间的协同效应。本产品主要成分为钼酸钠、三乙醇胺、硫酸锌。本发明的阻锈剂对钢筋具有较好的缓蚀效果，不会降低混凝土的抗压强度，并且本发明的阻锈剂低毒、无公害，不会对人体和环境造成危害，适用于水利、铁路、民用建筑等钢筋混凝土结构。
【专利说明】
-种环境友好型钢筋混凝±阻诱剂及其应用
技术领域
[0001] 本发明设及一种阻诱剂，具体设及一种环境友好型钢筋混凝±阻诱剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 利用阻诱剂延缓钢筋的诱蚀是提高钢筋混凝±结构的重要措施。阻诱剂的品种很 多，既有亚硝酸盐、棚酸盐等无机阻诱剂，也有脂肪酸锭盐、憐酸醋等有机阻诱剂。虽然阻诱 剂的品种繁多，但是不同品种的阻诱剂的作用效果大有不同。目前占据渗入型阻诱剂重要 地位的无机型亚硝酸盐类阻诱剂虽具有很好的阻诱效果，但用量不足时会加速钢筋诱蚀， 存在很大的使用风险，且具有明显的致癌作用，对人体和环境有相当大的危害。有机缓蚀剂 虽可W通过抑制阳极腐蚀反应对钢筋提供保护，从而防止缓蚀剂对混凝±性能的负面影 响，但是其具有阻诱效果不太明显等缺点。
[0003] 国内已有钢酸钢与Ξ乙醇胺，钢酸钢与硫酸锋对钢片的阻诱效果研究报道；中国 专利（200310115070.3)给出处理循环冷却水的无憐复合阻垢阻诱剂，其中含有可溶性锋 盐、可溶性钢酸盐成分；中国专利(98104716.5)给出抑制钢铁在海水中腐蚀的新型缓蚀剂， 其成分主要为钢酸钢、憐酸Ξ乙醇胺和憐酸二氨锋。上述研究成果显示钢酸盐、锋盐等对钢 片的诱蚀具有一定的缓蚀效果，但运些研究均未考虑缓蚀剂对混凝±性能的影响，即缺乏 缓蚀剂在钢筋混凝±内使用的有力依据；中国专利(98104716.5)内含有憐酸盐化合物，可 造成河流湖泊富营养化，在使用过程中受到限制。
[0004] 根据已有的报道，有些钢筋缓蚀剂对钢筋的缓蚀效果明显，但却会造成混凝±的 抗压强度大幅下降;有些缓蚀剂则存在作用时间较短等问题，在工程中难W得到实际应用。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种环境友好型钢筋混凝±阻诱剂及其应 用。本发明的阻诱剂是将钢酸钢、Ξ乙醇胺和硫酸锋按照一定比例混合，充分发挥各阻诱剂 成分的协同作用，阻诱效果优于两两组合的阻诱效果，且降低各组成的使用量。该产品对钢 筋具有较好的缓蚀作用，在钢筋混凝±内使用具有一定的缓凝效果、不会降低混凝±的抗 压强度。该产品生产工艺简单，施工使用方便，且低毒、无公害，不会对人体和环境造成危 害。
[0006] 因此，一方面，本发明提供一种环境友好型钢筋混凝±阻诱剂，其中按质量百分含 量计，所述阻诱剂包括:钢酸钢0.05~2.0 %，硫酸锋0.1~1.0 %，S乙醇胺0.1~1.5 %，其 余为水。
[0007] 优选地，所述阻诱剂中钢酸钢的含量为0.1~1.0%，更优选地为0.5% ;
[000引优选地，所述阻诱剂中硫酸锋的含量为0.1~0.8 %，更优选地为0.3 % ;
[0009] 优选地，所述阻诱剂中Ξ乙醇胺的含量为0.5~1.2%，更优选地为1.0% ;
[0010] 另一方面，本发明提供一种上述阻诱剂在钢筋混凝±结构中的用途。
[0011] 与现有技术相比，本发明的阻诱剂将不同类型缓蚀剂进行复合，发挥不同类型缓 蚀剂之间的协同效应，延长氯离子对钢筋局部诱蚀的诱发时间，降低钢筋诱蚀的速率，进而 有效缓解混凝±中钢筋的诱蚀。本产品对混凝±的性能无不利的影响，适用于水利、铁路、 民用建筑等钢筋混凝±结构。本发明的新型阻诱剂各组分间具有很好的协同作用、用量少， 能够在钢筋表面形成致密的纯化膜，具有很好的阻诱效果，可明显提高钢筋混凝±的服役 寿命。
[0012] 本发明的新型阻诱剂在钢筋混凝±内使用对混凝±有一定的缓凝效果、可W使混 凝±保持较长时间的塑性，对提高混凝±施工质量，减少混凝±早期收缩裂缝W及保证累 送施工都是有利的;本产品在合理渗量范围内对混凝±的抗压强度有一定的提升作用。
【附图说明】
[0013] 图1:钢酸钢渗量对诱蚀电位的影响规律；
[0014] 图2:硫酸锋渗量对诱蚀电位的影响规律；
[0015] 图3:Ξ乙醇胺渗量对诱蚀电位的影响规律。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐 明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
[0017] 1、阻诱剂的缓蚀效果评价，具体方法如下：
[001引（1)盐水浸溃试验
[0019] 本试验参照ΥΒ/Τ 9231-2009《钢筋阻诱剂使用技术规程》附录Α. 1盐水浸溃试验进 行，测量时间分别为初始、化、化、3h、化、1 d、3d、5d、7d内钢筋的诱蚀电位。判断标准为7天内 钢筋棒表面无诱蚀发生，且两根钢筋棒第7天的自然电位均在0~-250mv范围内为合格。
[0020] (2)浸烘试验
[0021] 本试验参照YB/T 9231-2009《钢筋阻诱剂使用技术规程》附录A.3单功能阻诱剂混 凝±浸烘试验进行，测试渗阻诱剂和不渗阻诱剂混凝±中的钢筋诱蚀面积，要求渗阻诱剂 比不渗阻诱剂的混凝±中的钢筋诱蚀面积百分率减少95% W上。
[0022] 2、阻诱剂对混凝±性能影响评价，具体方法：
[0023] 在浸烘试验中成型钢筋混凝±试件时，测试渗阻诱剂与不渗阻诱剂的两种混凝± 的终凝时间，并采用公式A t = t〇-ti计算凝结时间差，其中At为终凝时间差，ti为渗阻诱剂 混凝±终凝时间，to为不渗阻诱剂混凝±终凝时间；成型立方体混凝±试件，在溫度20 ± 2 °C，相对湿度90 % W上条件下养护28d，测定渗阻诱剂与不渗阻诱剂的两种混凝±试件的抗 压强度，并采用公式
计算抗压强度比，K为抗压强度比，为渗阻诱剂混凝±试件 抗压强度，片。,〇为不渗阻诱剂混凝±试件抗压强度。
[0024] 根据YB/T 9231-2009《钢筋阻诱剂使用技术规程》要求:抗压强度比>90%，凝结 时间差±120min内，方可认为该阻诱剂可W在混凝±内使用。
[00巧]实施例1:本发明的阻诱剂
[00%] 阻诱剂的配方采用：按质量百分含量计，钢酸钢0.5%，硫酸锋0.3%，Ξ乙醇胺 1.0%，其余为水。将各成分混合制成本发明的阻诱剂，并采用上述方法分别评价本实施例 配方的阻诱剂的缓释效果和对混凝±性能的影响。结果示于表1。
[0027]实施例2:本发明的阻诱剂
[00%]阻诱剂的配方采用：按质量百分含量计，钢酸钢0.8%，硫酸锋0.5%，Ξ乙醇胺 0.5%，其余为水。将各成分混合制成本发明的阻诱剂，并采用上述方法分别评价本实施例 配方的阻诱剂的缓释效果和对混凝±性能的影响。结果示于表1。
[00巧]实施例3:本发明的阻诱剂
[0030]阻诱剂的配方采用：按质量百分含量计，钢酸钢0.3%，硫酸锋0.8%，Ξ乙醇胺 1.2%，其余为水。将各成分混合制成本发明的阻诱剂，并采用上述方法分别评价本实施例 配方的阻诱剂的缓释效果和对混凝±性能的影响。结果示于表1。
[0031 ]表1阻诱剂试验效果一览表
[0032]
[0033] 实施例4:本发明的阻诱剂各组分用量筛选试验
[0034] 1、钢酸钢用量筛选试验
[0035] (1)按质量百分含量计，将钢酸钢0.03%、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、 2.5%，分别与硫酸锋0.5%、Ξ乙醇胺1.5%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果 评价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评 价试验，结果见表2. a。
[0036] 结果说明，钢酸钢在0.05 %~2.5 %范围内时，阻诱剂效果较好；当钢酸钢含量在 0.1%~1.0%范围，阻诱剂效果更优。
[0037] 表2. a钢酸钢含量筛选试验一览表
[00；3 引
[0039] (2)按质量百分含量计，将钢酸钢 0.03%、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、 2.5%，分别与硫酸锋0.3%、Ξ乙醇胺1.0%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果 评价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评 价试验，结果见表2. b。
[0040] 结果说明，钢酸钢含量在0.05%~2.0%范围内时，阻诱剂效果较好；当钢酸钢含 量在0.1 %~1.0%范围，阻诱剂效果更优。
[0041 ] 表2. b钢酸钢含量筛选试验一览表
[0042]
[0043] (3)按质量百分含量计，将钢酸钢 0.03%、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、 2.5%，分别与硫酸锋0.8%、Ξ乙醇胺2.0%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果 评价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评 价试验，结果见表2. C。
[0044] 结果说明，钢酸钢含量在0.03%~2.0%范围内时，阻诱剂效果较好；当钢酸钢含 量在0.1 %~1.0%范围，阻诱剂效果更优。
[0045] 表2. C钢酸钢含量筛选试验一览表
[0046]
[0047]综合W上数据，当钢酸钢含量在0.05%~2.0%范围内，此时制备得到的阻诱剂效 果较好;优选地，当钢酸钢含量在0.1%~1.0%范围内，制备得到的阻诱剂效果更优。
[004引 2、硫酸锋用量筛选试验
[0049] (1)按质量百分含量计，将硫酸锋0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%分别 与钢酸钢1.0%、Ξ乙醇胺0.5%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评价的方法 进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价试验，结果 见表3.曰。
[0050] 结果说明，硫酸锋含量在0.1%~1.2%范围内时，阻诱剂效果较好;当硫酸锋含量 在0.1%~0.8%范围内，阻诱剂效果更优。
[0051 ] 表3. a硫酸锋含量筛选试验一览表
[0化2]
[0053] (2)按质量百分含量计，将硫酸锋0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%，分别 与钢酸钢1.5%、Ξ乙醇胺1.0%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评价的方法 进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价试验，结果 见表3.b。
[0054] 结果说明，硫酸锋含量在0.1 %~1.2%范围内时，阻诱剂效果较好;当硫酸锋含量 在0.1 %~0.8 %范围内，阻诱剂效果更优。
[0055] 表3. b硫酸锋含量筛选试验一览表
[0化6]
[0057] (3)按质量百分含量计，将硫酸锋0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%，分别 与钢酸钢0.5%、Ξ乙醇胺1.5%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评价的方法 进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价试验，结果 见表3. C。
[005引结果说明，硫酸锋含量在0.1 %~1.2%范围内时，阻诱剂效果较好;当硫酸锋含量 在0.1 %~0.8 %范围内，阻诱剂效果更优。
[0059] 表3. C硫酸锋含量筛选试验一览表
[0060]
[0061 ]综合W上数据，当硫酸锋含量在0.1%~1.0%范围内，此时制备得到的阻诱剂效 果较好;优选地，当硫酸锋含量在0.1 %~0.8%范围内，制备得到的阻诱剂效果更优。
[006。3、Ξ乙醇胺用量筛选试验
[0063] (1)按质量百分含量计，将^乙醇胺0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.2%、1.5%、 2.0%，分别与钢酸钢0.5%、硫酸锋0.5%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评 价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价 试验，结果见表4. a。
[0064] 结果说明，Ξ乙醇胺含量在0.1%~1.5%范围内时，阻诱剂效果较好；当Ξ乙醇胺 含量在0.5 %~1.5 %范围内，阻诱剂效果更优。
[0065] 表4.曰立乙醇胺含量筛选试验一览表
[0066]
[006引（2)按质量百分含量计，将Ξ 乙醇胺0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.2%、1.5%、 2.0%，分别与钢酸钢1.0%、硫酸锋0.8%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评 价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价 试验，，结果见表4. b。
[0069] 结果说明，Ξ乙醇胺含量在0.1%~1.5%范围内时，阻诱剂效果较好；当Ξ乙醇胺 含量在0.1 %~1.2 %范围内，阻诱剂效果更优。
[0070] 表4. 乙醇胺含量筛选试验一览表
[0071]
[0072] (3)按质量百分含量计，将Ξ乙醇胺0.05%、0.1%、0.5%、0.8%、1.2%、1.5%、 2.0%，分别与钢酸钢2.0%、硫酸锋0.3%、其余为水进行混合，用上述阻诱剂的缓蚀效果评 价的方法进行试验;选取阻诱效果满足要求的试验组，进行阻诱剂对混凝±性能影响评价 试验，结果见表4. C。
[0073] 结果说明，Ξ乙醇胺含量在0.05%~1.5%范围内时，阻诱剂效果较好；当Ξ乙醇 胺含量在0.1%~1.2%范围内，阻诱剂效果更优。
[0074] 表4. 乙醇胺含量筛选试验一览表
[0075]
[0077] 综合W上数据，当Ξ乙醇胺含量在0.1%~1.5%范围内，制备得到的阻诱剂阻诱 效果较好;优选地，当Ξ乙醇胺含量在0.5%~1.2%范围内，制备得到的阻诱剂阻诱效果更 优。
[007引实施例5:本发明的阻诱剂各组分的最优用量筛选试验
[0079] 本发明采用表5所示的Ξ因素 Ξ水平正交试验配方，选用表6所示的Ξ因素 Ξ水平 正交试验。试验组编号见下表6。
[0080] 表5最优组分用量筛选正交试验表
[0081]
[0082] 采用表5所列不同水平的阻诱剂，并用上述阻诱剂的缓蚀效果评价及阻诱剂对混 凝±性能影响评价中的方法，分别测定诱蚀电位、诱蚀面积减小率、凝结时间差和抗压强度 比。结果示于表6,各因素分析结果见表7,直观描述各因素渗量对阻诱效果的影响规律见图 1-3,由表6结果可知，其中所有组的性能指标均满足规范要求，W诱蚀电位来进行影响因素 分析，不同水平渗量对诱蚀电位影响见表7,根据表7绘出渗量水平对诱蚀电位的影响规律。 从图1可W看出，在A因素下，随着钢酸钢含量的增加，其诱蚀电位先增加后减小，在水平2上 最好，此时的钢酸钢含量为0.5%;从图2可W看出，在B因素下，随着硫酸锋含量的增加，其 诱蚀电位先增加后减小，在水平2上最好，此时的硫酸锋含量为0.3%;从图3可W看出，在C 因素下，随着Ξ乙醇胺含量的增加，其诱蚀电位先增加后减小，在水平2上最好，此时的Ξ乙 醇胺含量为1.0%。
[0083] 表6正交试验结果 [0084]
[0085]表7因素分析
[0086]
[0087] 对比例1
[008引把本阻诱剂最优组配方(实施例1)与发明专利(200310115070.3)实施例11进行缓 蚀效果和对混凝±性能影响的对比试验。试验结果显示:本发明的诱蚀电位为-187mv，诱蚀 面积减小率为98.6 %，对比例诱蚀电位为-243mv，诱蚀面积减小率为96.5% ;本发明将混凝 上凝结时间延长90min、抗压强度增加15.6%，对比例将混凝±凝结时间几乎无影响，混凝 ±的抗压强度下降5.7%。通过与本发明的结果比较可知，专利(200310115070.3)对钢筋的 缓蚀效果欠佳、混凝±强度出现下降，其复杂的化学组成增加制备难度和使用难度，用户很 难接受。
[0089] 对比例2
[0090] 把本发明的最优组阻诱剂(实施例1)与发明专利(98104716.5)实施例1中的缓蚀 剂进行缓蚀效果和对混凝±性能影响的对比试验。试验结果显示:本发明的诱蚀电位为- 187mv，诱蚀面积减小率为98.6%，对比例诱蚀电位为-196mv，诱蚀面积减小率为97.4% ;本 发明将混凝±凝结时间延长90min、抗压强度增加15.6%，对比例将混凝±凝结时间延长 105min、对混凝±的抗压强度几乎无影响。试验结果显示两种产品的阻诱剂都具有很好的 缓蚀作用，较好的提高了钢筋的抗腐蚀性，但就阻诱效果和对混凝±的性能影响综合考虑， 显然本产品的效果更好。
【主权项】
1. 一种环境友好型钢筋混凝土阻锈剂，其中按质量百分含量计，所述阻锈剂包括:钼酸 钠0.05~2.0%，硫酸锌0.1~1.0%，三乙醇胺0.1~1.5%，其余为水。2. 根据权利要求1所述的阻锈剂，其中钼酸钠的含量为0.1~1.0 %，优选地为0.5 %。3. 根据权利要求1或2所述的阻锈剂，其中硫酸锌的含量为0.1~0.8 %，优选地为 0.3%〇4. 根据权利要求1-3中任一项所述的阻锈剂，其中三乙醇胺的含量为0.5~1.2%，优选 地为1.0%。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的阻锈剂在钢筋混凝土结构中的用途。
【文档编号】C04B24/12GK106082751SQ201610457064
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】骆静静, 邓建良
【申请人】苏州混凝土水泥制品研究院有限公司, 苏州中材建筑建材设计研究院有限公司