CN115304944A - 一种具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，该钢筋涂层材料可防止钢筋因潮湿或离子侵蚀引起的锈蚀，其各组分的质量份数为矿渣硅酸盐水泥：50~70份；石膏：3~8份；乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：10~20份；水：30~40；其中所述乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉由以下重量份的原料按一定工序配制而成：乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液：45~55份，壬基酚聚氧乙烯醚：5~10份，二氧化硅：2~5份，碳酸钙：5~10份，氢氧化钠：2~4份，水：25~35份。该阻锈涂层材料可解决钢筋混凝土在服役过程中因受侵蚀引起的钢筋锈蚀、胀裂等问题，可明显提升钢筋混凝土中钢筋耐锈蚀性能，防止混凝土因钢筋锈蚀发生鼓包、胀裂，增加中建筑物使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于钢钢筋涂层材料及其制备方法，属于钢筋防锈蚀材料 领域。
背景技术
混凝土中钢筋的劣化主要是有害物质侵入混凝土内部的结果，这些物质进入 混凝土内部的传输机理可以是扩散，渗透或者吸收等，海洋环境中因氯离子侵 入造成钢筋腐蚀是目前混凝土破坏的首要原因。
钢筋混凝土结构运行几年后，混凝土中钢筋开始锈蚀，在腐蚀环境中钢筋锈 蚀引起的建筑物过早破坏，已成为工程界普遍关注且日益突出的一个问题。
因此，针对钢筋混凝土中钢筋防锈蚀，可利用钢筋涂层材料阻碍离子与钢 筋接触的原理，提升钢筋防锈蚀性能。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种具有防腐蚀作用的涂层材料及其制备 方法，解决环境中钢筋混凝土在服役过程中引起的钢筋锈蚀、胀裂等问题，可 明显提升钢筋混凝土中钢筋耐锈蚀性能，增加建筑物使用寿命。
技术方案：
本发明提供一种具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，包括以下组分及各组分的 质量份数如下：
矿渣硅酸盐水泥：50～70份；
石膏：3～8份
乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：10～20份；
水：20～40份
其中，所述乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉由以下重量份的原料 按一定工序配制而成：
乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液：45～55份
壬基酚聚氧乙烯醚：5～10份
二氧化硅：2～5份
碳酸钙：5～10份
氢氧化钠：2～4份
水：25～35份。
在一些实施例中，所述乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的制备方 法，包括：
步骤1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液，放入反应釜中，持 续搅拌，加热至85～90℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应 1.5～2.5h；
步骤2)充份溶解后，降温至70～75℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸 钙、水，混合均匀后，保温反应1.5～2.5h；
步骤3)单体滴加完成后，降温至30～40℃加入氢氧化钠，在30min内把氢 氧化钠加完，调节乳液的pH值至6.8～7.2；
步骤4)将步骤3)制得的乳液用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤，去除杂 质；
步骤5)对配制好的共聚乳液在255～265℃下进行雾化干燥，得乙烯—叔碳 酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉。
优选的，步骤3)中，调节乳液的pH值至7。
在一些实施例中，所述矿渣硅酸盐水泥为P·S·B42.5或P·S·B52.5中的一种或两种混合。
在一些实施例中，所述石膏为半水石膏粉，主要化学成份为CaSO4·1/2H2O。
进一步地，所述的半水石膏粉的结晶形态为β型，形态为粉末状，比表面积 ≥2500m2/kg。
另一方面，本发明还提供了上述具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料的制备方法， 包括：
a、先把水温度控制在40～50℃；
b、把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉加入步骤a的水中，待充 份溶解后降温至15～25℃；
c、在步骤b制得的溶液中加入配方中的矿渣硅酸盐水泥、石膏，混合均匀 即得。
本发明的有益效果：本发明阻锈涂层材料主要应用于存在腐蚀介质的中修 建的钢筋混凝土建筑物，主要解决钢筋混凝土在服役过程中钢筋锈蚀、胀裂等 问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说 明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些 范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范 围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间 可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文 中具体公开。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有陈述，否则所有表达量、 百分数或比例的数字及本说明书和所附权利要求书中所用的其它数值被理解为 在所有情况下都由术语“约”修饰。此外，本文公开的所有范围都包括端点在内且 可独立组合。
一种具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料实施方法如下：
实施例1：
1.按质量比为50：8：3：8：3：28＝乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液：壬基 酚聚氧乙烯醚：二氧化硅：碳酸钙：氢氧化钠：水，称取一定量的原材料。
2.制备乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的过程如下：
1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液放入反应釜中，持续搅拌， 加热至90℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应2h；
2)充份溶解后，降温至75℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水， 混合均匀后，保温反应1.5h；
3)单体滴加完成后，降温至30℃加入氢氧化钠，在20min内把氢氧化钠加 完，调节乳液的pH值至7.0；
4)用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤装桶备用；
5)对配制好的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液进行雾化干燥，雾化干燥机保 持温度为260℃，雾化干燥完成即可。
3.按质量比“55：5：10：30”的比例称取P·S·B42.5矿渣硅酸盐水泥、石膏： 乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉、水。
4.调整水温度在50℃；把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉缓慢 放入水中，持续搅拌，待充份溶解后降温至20℃；加入配方中的水泥、石膏、 水持续搅拌均匀即成具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料。
实施例2：
1.按质量比为48：7：4：8：2：31＝乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液：壬基 酚聚氧乙烯醚：二氧化硅：碳酸钙：氢氧化钠：水，称取一定量的原材料。
2.制备乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的过程如下：
1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液放入反应釜中，持续搅拌， 加热至85℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应2.5h；
2)充份溶解后，降温至70℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水， 混合均匀后，保温反应2.0h；
3)单体滴加完成后，降温至35℃加入氢氧化钠，在30min内把氢氧化钠加 完，调节乳液的pH值至7.0；
4)用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤装桶备用；
5)对配制好的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液进行雾化干燥，雾化干燥机保 持温度为265℃，雾化干燥完成即可。
3.按质量比“50：6：14：30”的比例称取P·S·B52.5矿渣硅酸盐水泥：石膏： 乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：水。
4.调整水温度在45℃；把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉缓慢 放入水中，持续搅拌，待充份溶解后降温至20℃；加入配方中的水泥、石膏、 水持续搅拌均匀即成具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料。
实施例3：
1.按质量比为52：5：5：8：3：27＝乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液：壬基 酚聚氧乙烯醚：二氧化硅：碳酸钙：氢氧化钠：水，称取一定量的原材料。
2.制备乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的过程如下：
1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液放入反应釜中，持续搅拌， 加热至86℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应2.0h；
2)充份溶解后，降温至70℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水， 混合均匀后，保温反应2.0h；
3)单体滴加完成后，降温至35℃加入氢氧化钠，在30min内把氢氧化钠加 完，调节乳液的pH值至7.2；
4)用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤装桶备用；
5)对配制好的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液进行雾化干燥，雾化干燥机保 持温度为255℃，雾化干燥完成即可。
3.按质量比“60：3：10：27”的比例称取P·S·B52.5矿渣硅酸盐水泥：石膏： 乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：水。
4.调整水温度在45℃；把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉缓慢 放入水中，持续搅拌，待充份溶解后降温至20℃；加入配方中的水泥、石膏、 水持续搅拌均匀即成具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料。
实施例4：
1.按质量比为45：10：2：8：4：31＝乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液： 壬基酚聚氧乙烯醚：二氧化硅：碳酸钙：氢氧化钠：水，称取一定量的原材料。
2.制备乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的过程如下：
1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液放入反应釜中，持续搅拌， 加热至88℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应2.3h；
2)充份溶解后，降温至73℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水， 混合均匀后，保温反应2.1h；
3)单体滴加完成后，降温至35℃加入氢氧化钠，在15min内把氢氧化钠加 完，调节乳液的pH值至6.8；
4)用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤装桶备用；
5)对配制好的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液进行雾化干燥，雾化干燥机保 持温度为260℃，雾化干燥完成即可。
3.按质量比“65：5：10：20”的比例称取P·S·B52.5矿渣硅酸盐水泥：石膏： 乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：水。
4.调整水温度在45℃；把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉缓慢 放入水中，持续搅拌，待充份溶解后降温至20℃；加入配方中的水泥、石膏、 水持续搅拌均匀即成具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料。
实施例5：
实例5与实例1基本相同，主要是“按质量比为55：5：2：8：3：27＝乙烯 —叔碳酸乙烯酯共聚乳液：壬基酚聚氧乙烯醚：二氧化硅：碳酸钙：氢氧化 钠：水，称取一定量的原材料。”其余步骤与实例1相同。
实施例6：
实例6与实例2基本相同，主要是“58：5：10：22”的比例称取P·S·B52.5 矿渣硅酸盐水泥、石膏：乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉、水”其 余步骤与实例1相同。
实施例7：
实例7与实例3基本相同，主要是制备乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再 分散胶粉的过程与实例3有一些差别：
1)称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液放入反应釜中，持续搅拌， 加热至90℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应1.5h；
2)充份溶解后，降温至70℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水， 混合均匀后，保温反应2.5h；
3)单体滴加完成后，降温至40℃加入氢氧化钠，在15min内把氢氧化钠加 完，调节乳液的pH值至7.0；
4)用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤装桶备用；
5)对配制好的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液进行雾化干燥，雾化干燥机保 持温度为255℃，雾化干燥完成即可。
其它过程与实例3均相同。
实施例8：
实例8与实例4基本相同，主要是制备防腐蚀涂层工艺与实例4有一些差 别：
调整水温度在48℃；把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉缓慢放 入水中，持续搅拌，待充份溶解后降温至25℃；加入配方中的水泥、石膏、水 持续搅拌均匀即成具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料。
效果比对数据如下：
钢筋耐腐蚀对比试验依据《水运工程混凝土试验检测技术规范》 (JTS/T236-2019)中的第13.11条“混凝土中钢筋腐蚀快速试验”进行。具体试验 方法如下：
将直径6mm，长100mm，的HPB235无锈钢筋分别涂上不同配合比的钢筋 防锈涂层材料，同时部分钢筋不涂钢筋防锈涂层材料作为基准组；
配制C30混凝土，浇筑若干200mm×100mm×100mm试件，在浇筑过程中 把钢筋放在试件的中间；
试件成型后放在(20±5)℃的温度下盖湿布养护24h，然后拆模，放入标准 养护室养护至龄期28d；
试件养护后放入(80±2)℃的烘箱中烘4d，冷却后放入浓度为3.5％的食盐 水中浸泡24h，然后再放入电热鼓风箱，在(60±2)℃下烘13d；
从开始泡盐水至烘毕，共历时14d，为一次循环，经历4～5次循环后，劈开 一块对比基准组试件，观察钢筋锈蚀，计算锈积率；
锈积率计算方法：
取出钢筋用玻璃纸描绘钢筋表面的锈蚀面积，复印在方格纸上，按下式计 算：
P＝Sn/So×100％
式中P——钢筋锈积率；
Sn——n次循环后钢筋锈蚀面积(mm2)；
So——钢筋表面积(mm2)；
具体试验结果如下表所标
表1钢筋表面开始发生锈蚀所经历的干湿循环次数
由上述试验数据可以看出，采用本发明实施例的钢筋涂层材料喷涂后的钢 筋，钢筋开始锈蚀干湿循环次数和钢筋锈蚀率达15％经历干湿循环次数均有显 著的提高。在盐碱环境中修建的钢筋混凝土建筑物，能够解决盐碱环境中钢筋 混凝土在服役过程中因受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀、胀裂等问题，可明显提 升钢筋混凝土中钢筋耐锈蚀性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，包括以下组分及各组分的质量份数如下：
矿渣硅酸盐水泥：50~70份 ；
石膏：3~8份
乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉：10~20份；
水：20~40份；
其中所述乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉由以下重量份的原料按一定工序配制而成：
乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液 ：45~55份
壬基酚聚氧乙烯醚：5~10份
二氧化硅：2~5份
碳酸钙：5~10份
氢氧化钠：2~4份
水 ：25~35份 。
2.根据权利要求1所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，所述的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉的制备方法包括：
步骤1）称取配方所需的乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液 ，放入反应釜中，持续搅拌，加热至85~90℃，在搅拌状态下加入壬基酚聚氧乙烯醚，保温反应1.5~2.5h；
步骤2）充份溶解后，降温至70~75℃，在搅拌状态下加入二氧化硅、碳酸钙、水，混合均匀后，保温反应1.5~2.5h；
步骤3）单体滴加完成后，降温至30~40℃加入氢氧化钠，在30min内把氢氧化钠加完，调节乳液的pH值至6.8~7.2；
步骤4）将步骤3）制得的乳液用筛网孔径为0.08mm的筛子过滤；
步骤5）对配制好的共聚乳液在255~265℃下进行雾化干燥，得乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉。
3.根据权利要求2所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，步骤3）中，调节乳液的pH值至7左右。
4.根据权利要求1所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，所述矿渣硅酸盐水泥为P·S·B42.5或P·S·B52.5中的一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，所述石膏为半水石膏粉，主要化学成份为CaSO4·1/2H2O。
6.根据权利要求5所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料，其特征在于，所述的半水石膏粉的结晶形态为β型，形态为粉末状，比表面积≥2500m2/kg。
7.权利要求1至6任一项所述的具有防腐蚀作用的钢筋涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、先把水温度控制在40~50℃；
b、把乙烯—叔碳酸乙烯酯共聚乳液可再分散胶粉加入步骤a的水中，待充份溶解后降温至15~25℃；
c、在步骤b制得的溶液中加入配方中的矿渣硅酸盐水泥、石膏，混合均匀即得。
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