專利名稱：滲入型阻銹劑及其電滲方法
技術領域：
本發明涉及鋼筋混凝土結構表面處理的一種滲入型阻銹劑及其電滲方法。
具有大量氯化物的海洋環境與冷天撒鹽化冰雪，都會使鋼筋混凝土結構受到嚴重的氯化物污染，使鋼筋的鈍化膜過早破壞，從而廣泛地引起嚴重而且是自催化的銹脹破壞，大大縮短工程結構的使用壽命。目前公認能制止氯化物污染鋼筋混凝土結構鋼筋銹脹破壞的修復技術，唯有陰極保護和電化學脫鹽，這兩種修復技術在歐美已廣泛應用，都可以不必清除已被氯化物污染但尚健全的混凝土保護層。但是，電化學脫鹽所采用的直流電場(以被保護鋼筋表面積計，電流密度約為1A/m2)，需要維持4～12周才能將鋼筋周圍的混凝土氯化物含量脫排到引起銹蝕的臨界值以下；陰極保護要求被保護結構在使用全壽命期間持續適當通電，雖然電流密度可以大大減少(約0.05A/m2)但需要長期檢測與監控。電化學脫鹽和陰極保護的費用都比較高。近幾年，國外開發了一種滲入型有機阻銹劑專利商品。如美國Cortec公司申請的美國專利申請號為242069號(1994.5.13)批準號5427819號(1995.6.27)和申請號為067511號(1993.5.24)批準號5326529號(1994.7.5)以及瑞士Sika公司申請的歐洲專利申請號為EP957071號(1998.5.13)批準號為EP340807(1999.11.17)(C1.CO4841/62)，并分別開發了稱為MCI2020和Ferro-Gard903的遷移型有機阻銹劑的專利商品，它們可以在清除銹脹破壞的混凝土保護層后，直接涂覆于外露的鋼筋上和周圍外露老混凝土表面上，直接處理這些銹蝕的新病灶；并以摻入修補用優質水泥砂漿(或混凝土)拌合物中的方式，為它們提供儲備與屏障；并涂覆于修補處周圍氯化物污染但尚健全的老混凝土表面，可以大大簡化并顯著提高傳統的打補丁方法在氯化物污染鋼筋混凝土結構修復上的阻銹功效。但是，實際上，靠自然擴散，這些阻銹劑很難滲透到埋置深度較大的鋼筋表面。
本發明的目的就是為了解決現有技術的上述缺陷而提供一種具有陽離子特征的可用作滲入性或電滲性的阻銹劑及其電滲方法。
本發明的目的是通過以下技術解決方案來實現的本發明的滲入型阻銹劑，涉及一類乙醇胺的芳香族衍生物，用一種無機酸將乙醇胺的芳香族衍生物中和至PH為7，所得該衍生物的銨鹽為陽離子型，其中乙醇胺的芳香族衍生物的通式如下 式中R1=H或OH,R2=H或C1-C9烷基。
前述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其特征在于用臨時性陽極和臨時性電解液摻入所述的滲入型阻銹劑，所述的阻銹劑的有效成份占該電解液的10％-50％，以被保護結構中的鋼筋接直流電源的負極，臨時性陽極接直流電源的正極，施加的電流密度以被保護結構的外層鋼筋表面積計為1-3A/m2，持續時間為2-3天。
本發明的目的還可通過以下技術解決措施來進一步實現的前述的一種滲入型阻銹劑，其中所述的一種無機酸，選自磷酸、亞磷酸或焦磷酸中的一種。
前述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其中所述的臨時性陽極為鍍鉑鈦陽極。
前述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其中所述的臨時性電解液為飽和石灰水溶液。
前述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其中所述的臨時性電解液中滲入的所述的阻銹劑的有效成份最好占該電解液的30％。
本發明的優點在于具有更好的滲透混凝土的能力和抑制氯化物污染混凝土中鋼筋銹蝕的功效，更重要的是本發明的阻銹劑具有優異的陽離子特征，在電化學脫鹽所采用的直流電場作用下，只需要兩天，即可遷移到混凝土保護層厚度為6cm的鋼筋表面。采用本專利發明的滲入型阻銹劑，可實施簡化、快速，因而是低成本、高功效的電滲脫鹽技術。
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述其中下述的BE即為本發明的阻銹劑，SiKa903為瑞士SiKa公司生產的阻銹劑。
圖1為水灰比0.55的水泥砂漿硬化后，阻銹劑的阻銹效果(埋入鋼筋的陽極極化電位時間曲線，按JTJ270-98試驗方法)。
實施例一在裝有攪拌器的三頸瓶中投入辛基酚206g(1mol)，乙醇胺61g(1mol)，在攪拌下滴入36％的甲醛83.3％g(1mol)，將溫度保持60-80℃二小時，加熱減壓脫水，得產物273g，得率為98％。取上述產物30g，加水稀釋，在攪拌下加亞磷酸中和至PH為7，補加水至總量100g，即得到30％的滲入型胺基醇類阻銹劑，可用作陽離子型滲入性或電滲性阻繡劑。以有效組分占修補用優質水泥砂漿(或混凝土)的水泥重量的3％摻入前述的阻銹劑，對該砂漿(或混凝土)拌合物及其硬化后的性能無不良影響。對于較密實、較厚的混凝土保護層，采用快速電滲脫鹽工藝時，將飽醮該阻銹劑的廢紙漿，糊于被保護構件各種混凝土的(側、頂、底)外表面上，紙漿內埋置兩端固定于木板條上的鍍鉑鈦陽極(可反復使用，通電時兩端固定于木板條上，或石墨棒狀陽極，施加的電流密度以被保護的外層鋼筋表面積計，為1A/m2。本發明的阻銹劑可采用各種涂覆法如低壓噴涂、刷涂、輥涂或浸漬均可。可鉆孔取不同深度的混凝土粉樣，測試其氮含量和氯化物含量、鋼筋/混凝土半電池電位與極化電阻無損檢測結果，綜合判斷本發明的阻銹劑的電滲阻劑效果。
本專利所發明的阻銹劑，對環境無污染，對結構外觀無影響，對所滲入的老混凝土物理力學性能、耐久性能無不良影響，可直接涂覆于被氯化物污染并已發生腐蝕的鋼筋上和被氯化物污染的老混凝土外露面上，也可摻入修補用的優質水泥砂漿(如聚合物改性水泥砂漿或噴射水泥砂漿或混凝土)拌合物中，(以有效組分占修補用優質水泥砂漿或混凝土的水泥重量的3％摻入)。該阻銹劑經多遍涂覆，在表層中達飽和狀態后，可迅速滲入老混凝土和(或)修補用的優質水泥砂漿(或混凝土)中，并滲透鋼筋上的銹層，而遷移到鋼筋表面，在鋼筋表面排代氯離子，形成一層能使鋼筋再鈍化的保護膜，從而抑制鋼筋的繼續腐蝕，制止氯化物污染的鋼筋混凝土結構的繼續銹脹破壞。如下所示，圖1為水灰比0.55的水泥砂漿先摻入或硬化后涂履本發明阻銹劑(BE)和瑞士的Sika903型阻銹劑的阻銹效果(埋入鋼筋陽極極化電位時間曲線的測試，按JTJ270-98規定的試驗方法)；其中表1為涂刷于兩種水灰比的混凝土表面的滲入型阻銹劑滲入量的對比(％)；表2為A3鋼筋在摻0.5％Nacl的水灰比0.55混凝土中，鹽水浸烘3次后，再在混凝土澆制底面(保護層原3cm)涂兩種阻銹劑六道，再繼續鹽水浸烘3次的阻銹效果(按JTJ270-98規定的試驗方法)。表1 涂刷于兩種水灰比的混凝土表面的滲入型阻銹劑滲入量的對比* (％) *以硫酸---焦硫酸鉀---重鉻酸鉀消化、堿蒸鎦法測砂漿粉中N元素含量(重量％)。水灰比為0.45和0.60的混凝土，涂阻銹劑時的含水率分別為4.85％和4.64％。表2 A3鋼筋在摻0.5％NaCl的水灰比0.55混凝土中，鹽水浸烘銹蝕3次后，再在混凝土澆制底面(保護層原3cm)涂兩種阻銹劑六道，再繼續鹽水浸烘3次的阻銹效果(按JTJ270-98)
本發明可廣泛應用于跨海大橋、海港碼頭、海底隧道、離岸平臺、擋潮水閘、北方的高速公路橋梁上部結構等鋼筋混凝土結構。
權利要求
1．一種滲入型阻銹劑，涉及一類乙醇胺的芳香族衍生物，用一種無機酸將乙醇胺的芳香族衍生物中和為至PH為7的銨鹽，該銨鹽為陽離子型，其中乙醇胺的芳香族衍生物的通式如下 式中R1=H或OH,R2=H或C1-C9烷基。
2．根據權利要求1所述的一種滲入型阻銹劑，其特征在于所述的一種無機酸，選自磷酸、亞磷酸或焦磷酸中的一種。
3．根據權利要求1所述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其特征在于用臨時性陽極和臨時性電解液摻入所述的滲入型阻銹劑，所述的阻銹劑的有效成份占該電解液的10％-50％，以被保護結構中的鋼筋接直流電源的負極，臨時性陽極接直流電源的正極，施加的電流密度以被保護結構的外層鋼筋表面積計為1-3A/m2，持續時間為2-3天。
4．根據權利要求3所述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其特征在于用臨時性陽極為鍍鉑鈦陽極。
5．根據權利要求3所述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其特征在于臨時性電解液為飽和石灰水溶液。
6．根據權利要求所述的一種滲入型阻銹劑的電滲方法，其特征在于臨時性電解液中滲入的所述的阻銹劑的有效成份最好占該電解液的30％。
全文摘要
本發明涉及鋼筋混凝土結構表面處理的一種滲入型阻銹劑及其電滲方法。所述滲入型阻銹劑,涉及一類乙醇胺的芳香族衍生物,用一種無機酸將乙醇胺的芳香族衍生物中和至pH為7,所得的陽離子型銨鹽,可以作為滲入性阻銹劑,或作為電滲性阻銹劑進行電滲。其優點在于具有很好的滲透混凝土的能力和抑制氯化物污染混凝土中鋼筋銹蝕的功效,在電化學脫鹽所采用的直流電場作用下,只需要兩天,即可遷移到混凝土保護層厚度為6cm的鋼筋表面。是一種可實施、簡化、快速,低成本、高功效的電滲脫鹽技術。
文檔編號C04B41/60GK1321793SQ0013439
公開日2001年11月14日 申請日期2000年12月13日 優先權日2000年12月13日
發明者洪定海, 王定選 申請人:南京艾米倫斯科技開發有限公司