钢筋阻锈剂(RI)概要
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专利名称:钢筋混凝土阻锈剂专利类型:发明专利
发明人:邢士波,许斌,田清波申请号:CN200610044239.4申请日:20060523
公开号:CN1872770A
公开日:
20061206
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种钢筋混凝土阻锈剂,各组成成份按重量百分比为:钼酸钠0.01~0.05%,二乙烯三胺0.9~4.5%,丙烯基硫脲0.08~0.19%,1.4-丁炔二醇0.15~0.75%,其余为水。
混凝土制作时,按原料的加入顺序依次加入搅拌器中,只是在加水时,按配方中的要求加入水中溶解即可。
本发明有效减缓和阻止钢筋混凝土中钢筋的腐蚀,能够阻止或延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏,本发明具有用量少,减少单一阻锈剂用量等优点。
申请人:邢士波
地址:250101 山东省济南市历城区临港开发区凤鸣路山东建筑大学材料学院
国籍:CN
代理机构:济南圣达专利商标事务所
代理人:王吉勇
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钢筋阻锈剂应用技术与施工指南版权所有:北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂,掺入混凝土中以阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。
钢筋阻锈剂是指加入混凝土中或涂刷在混凝土表面,能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质。
一些能改善混凝土对钢筋防护性能的添加剂或外涂保护剂(如硅灰、硅烷浸渍剂等)不属于钢筋阻锈剂范畴,钢筋阻锈剂必须能直接阻止或延缓钢筋锈蚀。
分类目前市场上的阻锈剂主要有以下几种分类:1.按使用方式和应用对象分掺入型:掺加到混凝土中,主要用于新建工程也可用于修复工程。
渗透型:喷涂于混凝土外表面,主要用于已建工程的修复。
2.按形态分水剂型:国外产品主要是水剂型。
粉剂型:国内产品主要是粉剂型。
3.按化学成份分无机型:成份主要由无机化学物质组成有机型:成份主要由有机化学物质组成混合型:由有机和无机化学物质组成4.按作用原理分阳极型:混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。
凡能够阻止或减缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。
典型的化学物质有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等。
它们能在钢筋表面形成“钝化膜”。
早期常用亚硝酸盐来做钢筋阻锈剂的主要成份。
此类阻锈剂的缺点是在氯离子浓度大到一定程度时会产生局部腐蚀和加速腐蚀,被称作“危险性”阻锈剂。
另外该类阻锈剂还有致癌、引起碱骨料反应、影响坍落度等劣点,因此现已很少作为阻锈剂使用。
阴极型:通过吸附成膜,能够阻止或减缓阴极过程的物质。
如锌酸盐、某些磷酸盐以及一些有机化合物等。
这类物质虽然没有危险性,但单独作用时,其效能不如阳极型明显。
混合型:将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧化等多种物质合理搭配而成的综合型阻锈剂。
5.按产品分类含有亚硝酸盐类的阻锈剂(Calcium Nitrite; Sodium Nitrite,etc.)如DCI 系列、Postrite系列等含有氨基醇类的阻锈剂(Aminoalcohols; Dimethylamino-ethanol,λetc. )如MuCis mia 200、MuCis ad 19L/D等含有氨基羧酸类阻锈剂(Aminocarboxylates)如MCI2020型、λMCI2006NS型等含有氨基酯类阻锈剂(Aminoester)如Rheocrete系列λ含有有机硅氧烷及特殊抑制剂组合(Silanes and Corrosion Inhibitors)λ如Protectosil CITSA-100系列钢筋阻锈剂检验依据:YB/T9231-98《钢筋阻锈剂使用技术规程》SA-100系列钢筋阻锈剂是一种高效钢筋阻锈剂,掺入混凝土中可以阻止或延缓钢筋锈蚀,从而延长结构寿命,在国际分类中,属于“掺入型”。
钢筋阻锈剂(RI)概要洪乃丰1.引言对于以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏,美国在总结经验教训的基础上,提出了“以防为主”的战略,即在腐蚀环境中的建设工程,必须采取防腐蚀措施。
另外,在工程建设中,全面实施“全寿命经济分析”法,即在保证使用寿命的前提下总投资最少。
一方面明确“寿命期”内的经济责任,另一方面初建费加维护费要做到技术、经济合理(美国已经存在的用四座桥的费用维护一座桥的情况,显然是极不合理的)。
“全寿命经济分析”法曾有如以下例举:氯盐环境,钢筋混凝土桥设计寿命至少40年,采用加钢筋阻锈剂作为预先防护措施,其附加费用为每平米5.40美元。
若前期不采取防护措施,则15年开始修复,寿命周期40年内累积费用达每平米为108—161美元(20多倍)。
可见主张前期采取防护措施,具有十分重大的意义和长远的经济效益。
为保证工程质量和结构物的耐久性,我国发布了《建设工程质量管理条理》(即国务院279号令)。
规定设计单位要“注名工程合理使用年限”,工程承包单位,对于基础设施的保修期限为“该工程的合理使用年限”。
我国首次用政令确立工程质量与使用寿命的“责任制”。
其意义是重大而深远的。
势必也对钢筋腐蚀危害的治理起到巨大推动作用。
防止钢筋腐蚀的技术措施有许多种,可归纳为两大类。
其一是提高混凝土自身的防护能力,如高密实、抗裂混凝土;其二被称作“附加措施”,主要包括:混凝土外涂层、特种钢筋(如环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋等)、阴极保护及钢筋阻锈剂。
作为耐久性措施,美国混凝土学会(ACI)确认,涂层以外的后三种措施,作为到长期有效的防护方法。
此三种措施各有特点与利弊,而在提高混凝土密实性的基础上,掺用钢筋阻锈剂,是最通常使用的方法,而且是最简单、经济和效果好的技术措施。
美国已经成立了“钢筋阻锈剂协会”(CCIA),该协会报告中指明“商业钢筋阻锈剂已经使用了20多年,大量应用于海工混凝土、桥梁、停车场等结构。
….证明钢筋阻锈剂是最有效的防护方法”。
钢筋混凝土阴极保护系统牺牲阳极河南邦信防腐材料有限公司2017年3月钢筋混凝土阴极保护系统中新型一次阳极和二次阳极以及两者的配合使用在研制和实施中的有关结果。
(1)自行研制的一次阳极电流输出能力和耐蚀性较好且加工方便,价格也较便宜。
(2)二次阳极——导电混凝土的电阻率较低,达10~20cm可以有效地将保护电流铺展开、使钢筋电位分布均匀,扩大了单只一次阳极的保护范围。
(3)在阴极保护系统使用过程中,一次阳极与二次阳极的配合也很为重要,如何有效地将两者结合起来对于整个保护系统的保护均匀性有重大的影响。
1 钢筋阻锈剂1.1 钢筋阻锈剂的开拓与发展世界上钢筋阻锈剂的研究与使用经历了很长的时期。
日本是一个岛国,20世纪50年代就缺乏建筑用河砂,不得不开发利用海砂,既要解决海洋环境中氯盐腐蚀问题,又要设法防止海砂中氯盐对钢筋的侵害。
1973年在冲绳发电站建设工程中,正式大量使用了钢筋阻锈剂。
以后用量猛增,到1980年,每年有160万m3混凝土使用了钢筋阻锈剂(钢筋阻锈剂每年用量约1~1.5万t)。
1982年日本制定了《钢筋混凝土用防锈剂》(JISA6205)工业标准,建设省还发布指令文件(597号文、142号文等),要求在使用海砂或环境氯盐可能超标时,必须使用钢筋阻锈剂。
原苏联也是使用钢筋阻锈剂很早的国家,1985年出版了《混凝土中钢筋阻锈剂》的专著,并在国标《建筑防腐蚀设计规范》中纳入钢筋阻锈剂内容。
美国以往对钢筋阻锈剂的长期有效性,一直存在较大的争论。
只是在最近15年,钢筋阻锈剂才作为新技术得到迅速发展。
经过较长时间的试验研究和工程应用,美国混凝土学会(ACI)肯定了钢筋阻锈剂的效果,并确认“钢筋阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护,是长期有效的防钢筋锈蚀的措施”。
1992年美国公路运输联合会(AASHTO)等三个单位编制并发布的《钢筋混凝土桥梁腐蚀手册》,将钢筋阻锈剂作为桥梁防腐蚀的重要措施之一;美国海军工程服务中心(NFESC)、美国航天局肯尼迪太空中心(NASA KSC)等军工部门,都在大力研究开发和积极采用钢筋阻锈剂,以与“盐害”作斗争。
钢筋混凝土阻锈剂研究综述李昕唐巍摘要:钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的最主要因素。
相对而言,添加钢筋阻锈剂具有便捷、高效、经济等优点,文章从钢筋锈蚀机理、阻锈原理、阻锈剂研究现状及评价方法作了详细介绍,同时,我国在该领域需要更加深入的研究。
关键词:阻锈剂;钢筋;迁移性阻锈剂1 钢筋锈蚀机理新拌混凝土空隙内存在水泥水化产物Ca(OH)2,PH值一般在12.5~13之间,在强碱性环境中,钢筋表面处于钝化状态,形成10~20nm的钝化膜,主要成分是γ-Fe2O3·nH2O,对钢筋具有极强的保护能力。
大量事例证明,混凝土的碱性会因人为因素或自然条件的影响降低,具体表现在:(1)在混凝土搅拌过程中加入含Cl-的水或海砂;(2)冬天道路桥梁撒除冰盐;(3)混凝土结构处于海洋或盐碱环境等;(4)碳化作用等。
2 阻锈剂定义及阻锈原理阻锈剂(corrosion inhibitor)是能有效延缓腐蚀发生、降低钢筋腐蚀速率的化学物质。
与其他外加剂不同,阻锈剂通过掺加或涂敷在混凝土表面,抑制混凝土与钢筋界面发生电化学腐蚀来保护钢筋。
阻锈原理是阻锈剂直接参与界面化学反应,使钢筋表面形成钝化膜(主要成分氧化铁),或吸附在钢筋表面形成阻碍层,或两种机理兼有。
阻锈效果良好的阻锈剂需要满足以下条件:(1)分子活性良好,可强力提供或接收电子;(2)溶解度应满足在腐蚀钢筋表面快速饱和,且不易从混凝土表面溢出;(3)能在较低电流密度下诱导钢筋发生较大电化学极化反应;(4)与混凝土相容性良好,无副作用;(5)在使用环境和pH值下均有效。
3 阻锈剂研究现状我国对阻锈剂的研究起步较早,但早期对混凝土结构提前失效的问题重视不够,研究进展较慢。
1985年,山东三山岛金矿工程使用RI-1复合型阻锈剂,开辟了全国重点工程使用国产阻锈剂的先河。
早期出现的钢筋阻锈剂主要以阳极型阻锈剂为主,在使用过程中存在自我消耗明显、掺量难以确定、产生致癌物质等缺点,目前已很少使用。
钢筋阻锈剂简介及其分类比较李文琪1温斌2(1.中国路桥集团桥梁特种工程有限公司 2.上海加固行建筑技术工程有限公司)摘要钢筋锈蚀在混凝土结构中大量存在,是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一。
引起钢筋锈蚀的原因有很多,其中氯腐蚀是最为重要的因素。
使用钢筋阻锈剂是一种比较经济有效的保护措施,能够明显提高结构的抗锈蚀能力。
本文对钢筋阻锈剂的应用背景、分类、阻锈性能等进行简要介绍,并针对国家标准《混凝土结构加固设计规范》中的几类阻锈剂进行了比较。
随着我国对混凝土耐久性认识水平的不断深入与重视,钢筋阻锈剂作为提高结构耐久性的有效措施之一,应该得到更大的发展。
1.应用背景即使混凝土材料、设计和施工的质量都很好,随着服役时间的延长,桥梁结构还是会出现各种各样的病害。
如果混凝土材料或施工质量不好,或设计有缺陷等都会加速病害的发生和发展速度。
在各种影响混凝土耐久性的因素中,氯离子的作用最为明显,它的渗入会导致严重的钢筋锈蚀,从而引起混凝土的分层与破碎。
高质量的材料、施工和设计可以提高新桥梁的耐久性,但仍然有许多理由需要对这些新桥进行保护以便使其能达到或超过设计服役寿命。
对已经服役一定时间的桥梁,更要进行经常性的保护和维修,以便使其经常处于良好的条件下,延长服役寿命[1]。
美国标准局1975年调查表明:美国全年腐蚀损失为700亿美元,其中混凝土中钢筋锈蚀的损失占40%,1989年美国运输部门给国会的关于美国公路与桥梁状况的报告中指出:“现在积压着有待修补的混凝土桥梁的维修费是1550亿美元”[2]。
到1995年,美国的总腐蚀损失为3000亿美元,其中基础设施钢筋腐蚀占到50%,腐蚀损失高于水、风、火灾的总和。
美国公路研究战略计划披露,到20世纪末,为更换或修复冬天撒除冰盐引起的破损公路混凝土桥面板,估计要耗资4000亿美元,其中大部分是由钢筋锈蚀引起的。
近年来,由于环境恶化等一系列原因,国内铁路混凝土梁病害的数量急剧增长,已成为桥梁维护工作者的一大难题。
文章编号:1003-1545(2007)05-0057-04混凝土中钢筋腐蚀与钢筋阻锈剂李伟华1,裴长岭2,何 桥3,侯保荣1(1.中国科学院海洋研究所,山东青岛 266071;2.青岛理工大学土木工程学院,山东青岛 266033;3.重庆大学化学化工学院,重庆 400044)摘 要:钢筋腐蚀是影响混凝土结构耐久性的最重要因素。
本文综述了混凝土中钢筋的腐蚀机理、钢筋阻锈剂的作用机理,分析了钢筋阻锈剂的发展现状,认为采用钢筋阻锈剂是防治混凝土内钢筋腐蚀的有效、经济、实用的方法。
关键词:混凝土;耐久性;钢筋腐蚀;阻锈剂中图分类号:TG 174 文献标识码:B收稿日期:2007-03-23混凝土是全世界各类结构工程建设首选的建筑材料,钢筋混凝土结构在土木工程中得到了广泛的应用。
近几十年来,许多国家由于混凝土结构耐久性不良引发的工程事故不断发生,由此造成的工程损失和维修费用大大增加。
著名专家梅塔(P.K.Mehta)教授认为[1],影响混凝土耐久性的因素按重要性递减的顺序分别是钢筋锈蚀、冻融破坏、侵蚀环境的物理化学作用。
钢筋腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的主要原因[2]。
钢筋腐蚀对钢筋混凝土结构性能的影响主要体现在3个方面:(1)钢筋腐蚀使钢筋截面减小,从而使钢筋承载能力下降,极限延伸率减小。
(2)钢筋腐蚀产物的体积比腐蚀前的体积大得多,一般可达到2~6倍,体积膨胀压力可使混凝土产生顺筋开裂,严重时使混凝土保护层剥落。
混凝土开裂后,进一步丧失了对钢筋的保护,腐蚀介质更容易到达钢筋表面,导致钢筋腐蚀的进一步加剧,加速了钢筋混凝土结构的破坏,使结构耐久性能降低。
(3)钢筋腐蚀使钢筋与混凝土之间的粘结力下降,破坏了钢筋和混凝土协同工作的基础,使结构的可靠度降低。
钢筋腐蚀对结构的承载力和适用性都造成了严重影响,因此,研究钢筋腐蚀机理,进而采取合理措施防止钢筋腐蚀,具有十分重要的意义。
防止钢筋腐蚀的技术措施有许多种,基本上可归纳为两大类。
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钢筋阻锈剂的应用范围及使用方法一、产品简介
混凝土钢筋阻锈剂是一种能够抑制或减轻混凝土中钢筋或其它预埋金属物能够在钢锈蚀、提高钢筋混凝土耐久性的外加剂。
该阻锈剂属有机无机复合型,致密性很筋表面形成钝化膜和吸附膜,使整个钢筋被一层氧化物钝化膜所包裹,降低铁离子长期有效地抑制引起钢筋锈蚀的电化学反应,阻止氯离子穿透,好,从达到阻锈防锈目的,的游离速度,缓解钢筋混凝土中有害离子对钢筋的腐蚀,而延长钢筋混凝土的使用寿命。
二、适用范围 1.公路,铁路及桥梁隧道等,尤其是易受到除冰盐及融雪剂
等侵害的路桥;海洋环境;海水侵蚀区,潮汐区,浪溅区及海洋大气区;.2.2 使用海砂作为混凝土用砂,施工用水含氯盐超出标准要求;3. 4.使用低碱水泥或者低碱掺合料的钢筋混凝土; 5.水工及海工工程,由硫酸根离子腐蚀介质的建筑物地下设施与给排水设施等;内陆盐碱,盐湖地区的钢筋混凝土工程;6. 在氯盐腐蚀性气体环境下的钢筋混凝土建筑物,如化工厂、污水处理厂等;7. 8.已腐蚀钢筋混凝土结构物的修复加固等; 9.其他经有关部门规定应加强钢筋防锈,确保混凝土使用年限的建筑; 10.预埋件活钢制品在混凝土中需要加强防护
的场合;混凝土桥墩、轨墩,预应力管道构建等;11.三、使用方法
1.将本品和水泥等胶凝材料、粗细骨料、水同时加入拌合机中。
搅拌时间应适应延长1-2分钟。
2.掺量为胶凝材料总量的2-3%,每立方混凝土合10-16kg,推荐用量为14kg/m3。
3.对于不同的水泥或掺不同的外加剂,该阻锈剂对凝结时间会略有影响,在符合使用外加剂时,应进行适应性试验。
4.在特殊腐蚀条件,除掺用钢筋阻锈剂外,还应采取其他防护措施。
;.。
一、简介 (1)二、阻锈剂在钢筋锈蚀中的应用 (3)三、钢筋阻锈剂有何成分 (6)四、钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂价格的详细说明 (6)一、简介百科名片JK-H2O(A)复合氨基醇钢筋阻锈剂是以离子态或气态吸附到钢筋表面,由于钢筋的电场非常强,因此这些阻锈剂分子是朝向钢筋方向吸附的,到达钢筋表面后即与钢筋反应形成类似铁锈的化学膜,但这一化学膜是相当钝化的,不会象铁锈一样容易溶于水而流失。
表面自由焓降低,即降低了溶液的表面张力,使混凝土拌合物在搅拌过程中产生许多微小的封闭气泡,气泡直径和间隔系数大多在200μm以下,从而提高了水泥的保水能力,使混凝土拌合物的泌水性能大为减少。
概述:钢筋锈蚀影响建筑物耐久性与安全性,引起钢筋混凝土结构物的破坏已经成为世界性问题,造成钢筋锈蚀的主要原因是氯盐,氯盐一方面来自混凝土原材料,如拌和水、海砂、防冰盐、盐雾及氯盐(或含氯盐)外加剂等;另一方面来自使用环境,氯离子能透过混凝土到达钢筋表面,破坏钢筋表面氧化物钝化膜,当钢筋遇到氯化钠离子或硫酸根离子侵蚀的时候,钢筋就会迅速锈蚀并老化,钢筋就会不规则断裂,混凝土也同时开裂,影响了本身的强度和整个建筑物的质量。
氯离子对钢筋的锈蚀机理:在水泥水化过程中生成大量的Ca(OH)2,使混凝土孔隙中充满饱和的Ca(OH)2溶液,其pH值大于12,钢筋在碱性介质中,表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜,使钢筋难以锈蚀。
但是当混凝土存在Cl OH的摩尔比大于0.6时,即使pH>12,钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀,这是由于氯离子在这些条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜,从而创造电化学腐蚀的条件,氯离子穿透或活化氧化物保护膜,会使钢筋各部位的电极电位不同而形成局部电池,发生电化学反应:Fe2Cl→FeCl2,FeCl2很容易进入溶液并发生电离:FeCl2→Fe2Cl,于是溶液中的Fe 和OH结合成Fe(OH)2;Fe(OH)2又和溶解在水中的氧作用生成Fe(OH)3即:4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3而被腐蚀。
钢筋阻锈剂(RI)概要洪乃丰1.引言对于以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏,美国在总结经验教训的基础上,提出了“以防为主”的战略,即在腐蚀环境中的建设工程,必须采取防腐蚀措施。
另外,在工程建设中,全面实施“全寿命经济分析”法,即在保证使用寿命的前提下总投资最少。
一方面明确“寿命期”内的经济责任,另一方面初建费加维护费要做到技术、经济合理(美国已经存在的用四座桥的费用维护一座桥的情况,显然是极不合理的)。
“全寿命经济分析”法曾有如以下例举:氯盐环境,钢筋混凝土桥设计寿命至少40年,采用加钢筋阻锈剂作为预先防护措施,其附加费用为每平米5.40美元。
若前期不采取防护措施,则15年开始修复,寿命周期40年内累积费用达每平米为108—161美元(20多倍)。
可见主张前期采取防护措施,具有十分重大的意义和长远的经济效益。
为保证工程质量和结构物的耐久性,我国发布了《建设工程质量管理条理》(即国务院279号令)。
规定设计单位要“注名工程合理使用年限”,工程承包单位,对于基础设施的保修期限为“该工程的合理使用年限”。
我国首次用政令确立工程质量与使用寿命的“责任制”。
其意义是重大而深远的。
势必也对钢筋腐蚀危害的治理起到巨大推动作用。
防止钢筋腐蚀的技术措施有许多种,可归纳为两大类。
其一是提高混凝土自身的防护能力,如高密实、抗裂混凝土;其二被称作“附加措施”,主要包括:混凝土外涂层、特种钢筋(如环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋等)、阴极保护及钢筋阻锈剂。
作为耐久性措施,美国混凝土学会(ACI)确认,涂层以外的后三种措施,作为到长期有效的防护方法。
此三种措施各有特点与利弊,而在提高混凝土密实性的基础上,掺用钢筋阻锈剂,是最通常使用的方法,而且是最简单、经济和效果好的技术措施。
美国已经成立了“钢筋阻锈剂协会”(CCIA),该协会报告中指明“商业钢筋阻锈剂已经使用了20多年,大量应用于海工混凝土、桥梁、停车场等结构。
….证明钢筋阻锈剂是最有效的防护方法”。
在全世界,钢筋阻锈剂的研究与工程应用,得到了十分迅速的发展。
有统计表明,1993年,全世界约有2000万m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂,而到了1998年,至少有5亿m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂(5年增长20多倍!),可见发展趋势之迅猛。
以下介绍钢筋阻锈剂的性能、工程应用等情况。
2.钢筋阻锈剂的性质、分类与作用原理2.1 定义:钢筋阻锈剂(Rrebar Inhibitor简称RI或Corrosion Inhibitor Admixture)加入混凝土中能阻止或减缓钢筋腐蚀的化学物质。
一些能改善混凝土对钢筋防护性能的矿物添加料(如硅灰等),不作为钢筋阻锈剂。
通常的混凝土外加剂旨在改善混凝土自身的性能,而钢筋阻锈剂旨在改善和提高钢筋的防腐蚀能力,但都是加入到混凝土中使用的。
因此,大多数国家将钢筋阻锈剂归入“混凝土外加剂”,也有一些国家作为独立的钢筋防锈产品。
我国将最终归类为“混凝土外加剂”中的一个种类。
2.2 分类:2.2.1按使用方式和应用对象分:——掺入型(Darex Corrosion Inhibitor)(DCI):掺加到混凝土中,主要用于新建工程也可用于修复工程。
——渗透型(Migrating Corrosion Inhibitor)(MCI):涂到混凝土表面,渗透到混凝土内并到达钢筋周围,主要用于老工程的修复。
2.2.2按形态分——水剂型(约含70%的水),国外主要是水剂型。
——粉剂型固体粉状物,大多溶于水。
国内目前主要是粉剂型2.2.2。
3按化学成分分——无机型:成分主要由无机化学物质组成。
——有机型:成分主要由有机化学物质组成。
——混合型:由有机和无机化学物质组成。
2.2.2.2. 4 按作用机理划分:阴极型、阳极型、混合型2.3 作用原理——阳极型:混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。
凡能够阻止或减缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。
典型的化学物质有铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等。
它们能够在钢铁表面形成“钝化膜”。
常用作钢筋阻锈剂成分的是亚硝酸盐。
此类阻锈剂的缺点是会产生局部腐蚀和加速腐蚀,被称作“危险性”阻锈剂。
因此要与其他种类的阻锈成分联合使用,以克服这种“危险性”。
此外,亚硝酸的钠盐,可能引起“碱集料反应”和对混凝土性能有不利影响,现已很少作为阻锈剂使用。
——阴极型:通过吸附或成膜,能够阻止或减缓阳极过程的物质。
如锌酸盐、某些磷酸盐以及一些有机化合物等。
这类物质虽然没有“危险性”,但单独使用时,其效能不如阳极型明显。
——混合型:将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧的作用等的多种物质合理配搭而成的阻锈剂。
如冶金建筑研究总院研制的RI系列即属于综合性、混合型钢筋阻锈剂。
混凝土中钢筋腐蚀破坏,大大缩短了结构物的使用寿命,或者说需要花费很多的钱来维持方能达到设计寿命。
加入钢筋阻锈剂能起到两方面的作用:一方面推迟了钢筋开始生锈的时间,另一方面,减缓了钢筋腐蚀发展的速度(如图一所示)。
在严酷的腐蚀环境中(海洋或撒盐等)一般5-15年内可出现钢筋腐蚀造成的顺钢筋裂缝,若不及时修复,将很快达到破坏极限;而掺用钢筋阻锈剂后,将能期望达到设计年限的要求(美国以75年为钢筋阻锈剂可以达到的目标年限)。
钢筋破坏极限腐蚀有钢筋阻锈剂破坏无钢筋阻锈剂使用年限图1 钢筋阻锈剂提高结构物耐久性示意图3.3.钢筋阻锈剂的应用与相关规程、规范3.1 一般情况美国国家公路研究项目“混凝土中钢筋阻锈剂的评定方法”业已完成。
在1998年的报告中称“近15年来,钢筋阻锈剂成为通用措施。
主要用于普通混凝土和预应力混凝土结构的桥梁及其他建筑物的长期防护”。
钢筋阻锈剂使用的相关规定及做法,已经分别纳入美国公路联合会编制的《钢筋混凝土桥梁防腐蚀手册》、《混凝土外加剂标准》(AASHTOM194)、美国混凝土学会编制的《混凝土手册》以及美国腐蚀工程师学会编制的《混凝土中钢筋防腐蚀设计规范》等。
日本、加拿大、澳大利亚、韩国及我国台湾省,均有相关钢筋阻锈剂的标准与规范,但其产品大多来自美国和日本。
美、日产品也已经进入中国大陆市场。
我国早期,曾用亚硝酸钠作为钢筋阻锈剂使用于少量工程,由于单一亚硝酸钠有明显问题,没有得到推广应用。
八十年代初,冶金工业部为在渤海湾南岸开发建设金矿,须解决海水、海洋环境对钢筋混凝土建筑物的腐蚀问题,于是列题研究了RI综合型钢筋阻锈剂。
1985年,在山东三山岛金矿首次大量使用,这也是我国成功应用16年的大型工程实例。
本研究成果于1987年通过部级鉴定,于1991年颁布了国家行业标准,1998年修标[ 即《钢筋阻锈剂使用技术规范》(YB/T9231-98)]。
《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)、《海工混凝土结构技术规范》、〈海工混凝土防腐蚀规范〉、〈盐渍土建筑规范〉和正在编制中的〈公路外加剂规范〉等,都纳入了相关钢筋阻锈剂的内容。
国内已有百余工程使用了RI系列钢筋阻锈剂(如今RI阻锈剂已经发展到第三代产品)。
随着钢筋阻锈剂越来越被人们认识和巨大的市场潜力,国内各省市不断有钢筋阻锈剂的品种出现,国外产品也不断涌入国内市场。
这样竞争的局面,必将大大促进钢筋阻锈剂在我国的应用,对提高我国钢筋混凝土建筑的耐久性是很有利的。
3.2 《钢筋阻锈剂使用技术规范》(YB/T9231-98)部分内容介绍3.2.1 使用钢筋阻锈剂的环境和条件:——海洋环境:海水侵蚀区、潮汐区、浪溅区及海洋大气区;——使用海砂作为混凝土用砂,施工用水含氯盐超出标准要求;——采用化冰(雪)盐的钢筋混凝土桥梁等;——以氯盐腐蚀为主的工业与民用建筑;——已有钢筋混凝土工程的修复;——盐渍土、盐碱地工程;——采用低碱度水泥或能降低混凝土碱度的掺合料;——预埋件或钢制品在混凝土中需要加强防护的场合。
3.2.2 关于用量的规定:钢筋混凝土的用量取决于设计寿命期内腐蚀介质进入混凝土中的量,在氯盐为主的情况下,阻锈剂掺量符合下列比例要求:对于粉剂型RI/CL—≥1.2,对于水剂型的比例为,RI/CL—≥3(均为重量比)。
对于在设计寿命期内进入混凝土中的介质量尚不明确时,可按照《规程》中的推荐用量表执行。
以粉剂为例,可在5—15kg/m3范围内选择。
3.3 关于RI钢筋阻锈剂使用说明(RI-1C2、RI-103C等)——一般采用干掺法,也可溶于拌合水中(包括部分不溶物)。
一定要搅拌均匀,可适当延长搅拌时间。
本品略有减水作用,可在保持原流动度的情况下适当减水。
——本品适应于普硅水泥、矿渣水泥、粉煤灰及硅灰掺合料等,与常用减水剂有较好的相容性。
——本品对引气剂有一定选择性,有的可能稍微降低或增加含气量,可选择引气剂品种或适当调整掺量解决。
——本品有明显早强、促凝作用(特别是在25℃以上使用时),并有塌落度损失方面的影响,必要时需采取缓凝措施。
许多工程应用中都能解决相关问题。
——在与其他外加剂共用时,应先行掺加本品,待与水泥(混凝土)均匀混合后再加入其他外加剂。
——采用本品的工程,必须事先做配比试验。
——本品在高质量混凝土中才能更有效地发挥作用,必须遵守相关规范和设计规定,确保混凝土质量与密实性。
4.4.RI阻锈剂的典型工程应用事例全国已经有上百个工程使用了RI钢筋阻锈剂,其中RI-1C2主要用于氯盐环境,RI-103C 主要用于工业建筑、盐碱地等。
仅举以下典型事例:——山东三山岛金矿工程:国家重点工程,始建于1985年,大量混凝土使用了RI阻锈剂。
不仅解决了使用海砂、施工用水含盐超标等现实问题,而且在海洋环境中,使用RI钢筋阻锈剂确实起到了十分良好的防护作用(已经由17年的实际考验所证明)。
本工程也是我国首次大量使用海砂的建筑群体,证明使用钢筋阻锈剂可以使海砂“变废为宝”,为海砂资源的开发利用提供了成功先例。
——天津、青岛、上海、宁波、厦门、深圳、湛江等沿海城市和地区的海工、水工及使用海砂(如宁波)的民用建筑,都已经或正在使用钢筋阻锈剂。
近期,广东佛山高速公路桥、粤海铁路枢纽立交桥桥梁、海南三亚等工程建设中,已经或正在使用RI-1C2型钢筋阻锈剂。
——北京地区的桥梁建设(三环部分桥、四环众多桥),已经按设计要求,使用了RI-1C2型钢筋阻锈剂,以阻止或减缓化冰盐的腐蚀危害。
正在建设中的五环、六环和北京外延的高速公路桥,也正在按设计要求使用钢筋阻锈剂。
北京地区已经有上百座桥梁等使用了——南疆铁路跨越盐碱地的区段桥梁等,已经采用了钢筋阻锈剂。
是铁路部门大量使用钢筋阻锈剂的典型工程之一。
——大量工业厂房的修复工程使用了RI-103型钢筋阻锈剂。
包括冶金、化工、医药、纺织以及部分海工水工的修复工程等。
——部分出口到非洲,用于海工工程和使用海砂。
5.5.简要结语5.1 当今世界,钢筋腐蚀成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主导因素。