钢筋阻锈剂简介及其分类比较
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H-501钢筋阻锈剂产品说明书北京中德新亚建筑技术有限公司H-501钢筋阻锈剂引起钢筋腐蚀的原因虽然是多方面的,但就世界大量钢筋混凝土结构破坏的事例表明:氯盐可称作为主要元凶。
氯盐主要来源于道路化冰盐和海洋环境,凡是冬季大量使用化冰盐和海岸线长的国家和地区,以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏就特别突出。
一、作用机理通过添加钢筋阻锈剂,它能促使钢筋表面产生一层y-Fe2O3或Fe3O4为主要组成的氧化物钝化膜,并修补钢筋表面的缺陷,使整个钢筋被一层氧化物钝化膜所包裹,致密性稳定性很好,能阻止氯离子穿透,降低铁离子的游离速度从而达到防锈目的。
二、产品特点1、阻止或延缓钢筋锈蚀,从而延长结构寿命;2、显著提高混凝土的抗压强度和耐久性;3、与水泥的适应性强;4、不改变混凝土的属性;5、掺量低,性价比高。
三、适用范围1、身处海洋环境,遭受海水及海洋大气侵蚀的海港码头、道路、桥梁、护栏等钢筋混凝土建筑物及构筑物。
2、使用海砂或其他含氧材料作骨料的钢筋混凝土,以及采用低碱水泥配制的钢筋混凝土。
3、冬季须采用除冰、除雪的钢筋混凝土桥、涵,钢筋混凝土路面及护栏等设施4、使用海砂或其他含氯离子、除雪盐的钢筋混凝土路面、桥、涵,钢筋混凝土护栏等实施。
5、盐碱地区易受腐蚀性介质侵蚀的工业与民用建筑工程。
四、性能指标项目指标钢筋阻锈剂性能盐水浸渍钢筋表面无锈蚀盐水浸烘钢筋表面无锈蚀掺入混凝土后的性能初凝时间≥45min终凝时间≤10h抗压强度比,7d ≥90%抗压强度比,28d ≥100%轻度腐蚀环境 1.5~3推荐掺量,%重度腐蚀环境3~5用技术规程》。
五、注意事项1、钢筋阻锈剂可根据不同的施工要求进行添加,添加时应适当延长混凝土的搅拌时间。
2、钢筋阻锈剂适应于通用水泥、特种水泥和粉煤灰、矿渣粉及硅灰等矿物掺合料,与常用减水剂有较好的相容性。
3、加入钢筋阻锈剂的混凝土工程,必须事先做配合比试验。
4、钢筋阻锈剂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。
钢筋阻锈剂标准一、钢筋阻锈剂标准概述钢筋阻锈剂啊,那可是在建筑领域相当重要的东西呢。
简单来说,它就是用来防止钢筋生锈的。
大家都知道,钢筋要是生锈了,那对建筑的危害可不小,就像人生病了一样,整个建筑的“身体”都会变得虚弱。
二、钢筋阻锈剂的类型1. 阳极型钢筋阻锈剂这种阻锈剂主要是通过在钢筋表面形成一层保护膜,让钢筋不容易被氧化。
就像是给钢筋穿上了一层防锈的铠甲。
它的工作原理呢,就是让钢筋的阳极反应受到抑制,从而减少铁锈的产生。
2. 阴极型钢筋阻锈剂阴极型的则是从另一个角度出发。
它主要是阻止阴极反应的发生,不让那些会导致钢筋生锈的化学反应进行下去。
这就好比是在阻止那些“坏家伙”靠近钢筋,让钢筋能够安安稳稳地待在混凝土里。
3. 混合型钢筋阻锈剂混合型就更厉害了,它结合了阳极型和阴极型的优点。
既能在钢筋表面形成保护膜,又能阻止那些不好的阴极反应。
就像是一个全方位的保镖,保护钢筋的安全。
三、钢筋阻锈剂的性能标准1. 防锈性能这肯定是最重要的啦。
一个好的钢筋阻锈剂,要能够有效地防止钢筋生锈。
在一定的时间内,要让钢筋保持光亮,没有锈迹。
比如说,在模拟的潮湿环境或者高盐环境下,经过一段时间的测试,钢筋不能出现明显的生锈现象。
2. 对混凝土性能的影响钢筋是在混凝土里的,所以钢筋阻锈剂不能影响混凝土的性能。
它不能让混凝土变得太脆或者太黏。
要保证混凝土的强度、流动性等性能不受影响。
就像两个人住在一起,不能互相干扰对方的生活一样。
3. 耐久性钢筋阻锈剂的效果要能够持续很长时间。
不能刚用的时候效果很好,过了一段时间就不行了。
要在建筑的整个使用寿命里都发挥作用。
这就要求它的化学成分稳定,不会轻易分解或者失效。
四、钢筋阻锈剂的使用标准1. 使用剂量使用钢筋阻锈剂的时候,剂量很重要。
如果剂量太少,可能就起不到很好的防锈效果;如果剂量太多,又可能会对混凝土或者钢筋有其他不良影响。
就像做菜放盐一样,放多放少都不行。
一般来说,要根据具体的工程情况和钢筋阻锈剂的类型来确定合适的剂量。
这类防锈剂一般是水溶性的,直接添加到混凝土中混合,通过缓蚀剂的迁移作用到钢筋表面,起到防锈作用。
不一定非要在当地购买,其他地方只要供货及时,是不影响你的正常使用的。
钢筋防锈剂/HK-RDC一.材料1.概要使用海沙引起的钢筋腐蚀,酸雨,大气污染等原因加速混凝土结构钢筋腐蚀. 腐蚀的钢筋会迅速降低各种结构物的承载及耐久性.防锈剂清除钢筋铁锈,并维持氧化进程的稳定.形成被膜防止钢筋腐蚀,降低结构物的牢固程度.2.特点-氧化锈的中和清除,卓越的除锈功能-优秀的耐酸性,防止钢筋腐蚀-与结构物完美的一体性(后续施工增强粘合力)-优秀的粘合力,形成完全的被膜3.用途-易氧化的钢筋, H梁,钢板,桩等4.物性-主成份:特殊树脂与氧化抑制剂-比重:1.03±0.05-色泽:浅灰色5.使用量- 0.2~0.4 kg/㎡6.实验结果实验项目单位实验结果实验方法备注卤水沉浸实验(表面形状)7天无异常KS F 2561 pH 9.4 KS M 5000 比重1.037.包装及保存- 20 kg/桶,零上气温可保存6个月二.施工1.清楚有机成份,土等异物. 2.钢筋腐蚀部位用笔刷,喷射器,滚筒等工具涂抹生抑制锈型防锈剂每平米0.2~0.4kg 1-2回,优秀的耐酸性,防止钢筋腐蚀. 3.因为是水性,需在零上温度下施工,露出时会被清洗掉,保护作业面不被雨淋,与水泥粉末混合涂抹效果更好. 4.作业时使用口罩,护目镜,手套等保护工具,保护工具用水清洗. .......................................................一.韩坤工法的概念韩坤工法(HNAKUN system),是对混凝土老化的根本原因进行修补加固的工法.即对中性化,盐害,化学腐蚀,冻融破坏,碱集料反应等原因混凝土老化,运用化学的,物理的修补加固解决方案,修复其原有机能,改善了施工便利性,并提高了经济性的修补加固工法韩坤工法不是为提高耐久性运用至今的有机体系工法的单纯物理修补,而是恢复混凝土内部碱性和抑制混凝土内在氯离子的电化学反映的混凝土修补加固工法.即向中性化的混凝土涂抹碱性恢复剂,恢复中性化的混凝土碱性,时强化表面脆弱层,涂抹无机体系混凝土砂浆,防止再次中性化及盐碱害的无机体系修补加固工法.二.韩坤工法的特点1.为混凝土结构体同性的无机体系,与混凝土结构体同一的构造行为,且寿命相同,可以从根本上进行修补. 2.压缩强度,抗弯强度卓越,简便化施工,耐久性,粘接性的先进尖端技术无机体系修补加固工法. 3.可在湿润面施工,易于机械化施工,易于大断面修复及射喷施工. 4.经济性的材料,施工.三.混凝土老化原因由以下原因使混凝土老化.1.因氯离子或氯离子的渗透导致钢筋腐蚀膨胀的盐害.2.碱性混凝土在空气中碳酸气体的长时间作用等环境因素下,失去碱性的中性化3.工厂废水,侵蚀性气体,海水,温泉水等引起的基于水泥水化物反应性溶出的化学腐蚀4.混凝土反复的冻结融解引起的冻融破坏5.活性二氧化硅与碱性氧化物反应对骨材产生影响,导致开裂的碱集料反应四.韩坤工法中修补与加固1.概念混凝土修补是恢复构造物的功能并延长耐久性为目的,混凝土加固是增强构造物的现有功能并达到新的目标. 2.韩坤工法中加固的问题超越混凝土断面修补加固的阶段,需要加固时使用已经得到验证的钢筋,可以达到加固目的.五.韩坤工法材料的构成原理韩坤工法(HANKUN system)根据不同的病害原因使用体系不同的修补材料,以化学方法修复构造物状态,使用与现有构成相似弹性系数和热膨胀系数的无机混凝土砂浆,对混凝土进行物理的修补加固先进的韩坤工法中国国内已经沿用几十年的混凝土修补材料-环氧树脂灌浆料始终没有从根本上解决混凝土病害问题,只是处于添缝、补面的简易作用,而且环氧树脂灌浆料中需添加固化剂,因此对环境污染较大,韩坤混凝土修补及防护产品,提高了混凝土结构修补的简便性,为中国的混凝土结构耐久性提供了最佳的选择。
钢筋阻锈剂的主要成分及阻锈机理定义: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的化学物质。
一些能改善混凝土对钢筋性能的矿物添加料(如等),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 分类: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。
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. 4 按作用机理划分:阴极型、阳极型、混合型作用原理——阳极型:混凝土中钢筋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。
钢筋阻锈剂1.按使用方式和应用对象分掺入型(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(MCI):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含有氨基醇类的阻锈剂含有氨基羧酸类阻锈剂含有氨基酯类阻锈剂含有有机硅氧烷及特殊抑制剂组合6.检验依据钢筋阻锈剂检验依据:YB/T9231-98《钢筋阻锈剂使用技术规程》特点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”。
该产品适用于普硅和矿渣水泥配制的混凝土,对粉煤灰、矿渣粉、硅灰和常用的减水剂有较好的相容性。
本产品对引气剂有选择性;在25℃以上使用时,有明显早强,促凝作用,并有坍落度损失方面的影响,必要时可采取缓凝措施。
它在钢筋表面形成致密的保护层,当有害离子(如cl-)侵入混凝土结构中,它能有效的抑制、阻止和延缓钢筋锈蚀的电化学反应过程,从而延长钢筋混凝土结构的使用寿命。
浅析迁移型防腐阻锈剂FH-FX1121摘要阻锈剂可以减缓混凝土中的钢筋锈蚀,提高混凝土的耐久性。
传统的硝酸盐阻锈剂因外界腐蚀物质的不断侵入发生失效,而且硝酸盐材料有毒。
急需研发一种新型阻锈剂取代传统亚硝酸盐类阻锈剂。
本文通过研究阻锈剂的作用机理,研发了一种迁移复合型钢筋阻锈剂FH-FX1121。
FH-FX1121配方不含亚硝酸盐成分,在混凝土中具有迁移性能,为绿色环保材料。
关键词:钢筋混凝土;混凝土老化;迁移阻锈剂;防腐1引言混凝土是一种应用最广泛的结构工程材料,钢筋混凝土是混凝土应用的一种重要结构形式,现代混凝土设计已由传统的重强度标准转变为以混凝土耐久性标准进行设计。
混凝土的耐久性的研究逐步深入。
1.1筋混凝土耐久性混凝土耐久性指混凝土在使用环境、自然环境及材料内部因素的物理或化学作用下,保持混凝土自身工作能力的性能。
影响钢筋混凝土耐久性的主要因素有钢筋锈蚀、混凝土碳化、碱骨料反应、混凝土的抗冻性及抗渗性等。
提高钢筋混凝土结构耐久性的措施要提高钢筋混凝土结构的耐久性,满足耐久性要求,一方面是要求混凝土本身高性能化,降低混凝土的孔隙率,使混凝土有足够的密实性且不出现有害裂缝,从而能够抵挡水分及有害物质的侵入。
另一方面则是增强对混凝土中钢筋的保护,为防止钢筋劣化,可采用混凝土外涂层、特种钢筋、阴极保护及钢筋阻锈剂等附加措施的技术方法。
1.1.1混凝土材料的高性能化(1)合理选择水泥品种及粗细骨料(2)配合比的合理控制(3)外加剂的使用1.1.2防止钢筋锈蚀的主要措施(1)钢筋保护层或改变材质,如环氧涂层钢筋、镀锌钢筋、耐蚀钢筋、不绣钢钢筋等。
(2)混凝土表面涂层保护。
根据所用材料不同分为无机、有机材料涂层。
(3)适当增加混凝土对钢筋的保护层厚度(4)电化学保护,阴极保护、电化学除盐电化学重新碱化;(5)钢筋阻锈剂。
近年来,钢筋阻锈剂的研究与工程应用得到了十分迅速的发展。
掺用钢筋阻锈剂成为推迟钢筋锈蚀时间及减缓锈蚀速度的通用方法,而且是最简单、经济和效果好的技术措施。
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。
据1998年秋检统计资料,全路桥梁不合格率为19.39%,其中较为严重的病害包括严重裂损、严重漏水和承载能力不足等。
国内公路及市政部门,也有类似的情况。
像北京、天津的钢筋混凝土立交桥,很多虽然使用时间还不长,却已广泛显示钢筋锈蚀和混凝土顺筋胀裂的破坏迹象,从而过早地失去了使用功能。
防止钢筋腐蚀的技术措施可分为两大类。
一类是重视混凝土质量,提高混凝土自身的防护能力,如采用高密实、抗裂混凝土等;第二类为采用混凝土外涂层、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等附加措施的技术方法。
作为耐久性措施,美国混凝土学会(ACI)认为除混凝土外涂层之外的三种方法都可以起到长期有效的抗腐蚀作用。
而这三种措施各有特点与利弊,而钢筋阻锈剂则被证明是最简单经济和效果明显的技术措施。
美国钢筋阻锈剂协会(CCIA)报告中指出“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”。
综上所述,将钢筋阻锈剂进行一个简单分类及比较是有意义的。
2.钢筋阻锈剂的分类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。
目前市场上的阻锈剂主要有以下几种分类[3]:1.按使用方式和应用对象分掺入型(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(MCI):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, etc. )如SiKaFerrogard系列,MCI2000型等●含有氨基羧酸类阻锈剂(Aminocarboxylates)如MCI2020型、MCI2006NS型等●含有氨基酯类阻锈剂(Aminoester)如Rheocrete系列●含有有机硅氧烷及特殊抑制剂组合(Silanes and Corrosion Inhibitors)如Protectosil CIT3.钢筋阻锈剂的主要性能指标3.1腐蚀电流的降低钢筋阻锈剂的主要功能在于能够阻止或减缓混凝土内部钢筋的锈蚀速度,而腐蚀电流的大小正式描述锈蚀速度的最重要参数。
处于理想的不腐蚀状态的钢筋,其表面有一层很薄的氧化层,这一氧化层在碱性环境下可以使钢筋免受侵蚀。
在这种情况下受到保护的钢材,其电位与产生锈蚀部分的钢材电位是不相同的。
用电量测方法可以得出结构不同部位钢筋锈蚀危险性如何变化的信息。
3.2滤除氯离子的性能混凝土中Cl-含量对钢筋锈蚀的影响极大,当混凝土中含有Cl-时,即使混凝土的碱度还较高,钢筋周围的混凝土尚未碳化,钢筋也会出现锈蚀的现象。
这是因为Cl-的半径小,活性大,具有很强的穿透钝化膜的能力,致使钢筋表面的钝化膜局部破坏,从而使钢筋产生所谓的坑蚀现象。
氯离子不断地结合Fe2+生成氯化铁后,与OH-发生反应后重新释放,继续去结合新的Fe2+。
这种反应过程是恶性的,混凝土中及钢筋表面的氯离子并不会消亡。
只要氯离子存在,这种反应就会一直持续下去,直至钢筋完全被锈蚀。
有资料表明,混凝土中氯化物含量达0.6 1.2kg/m3,钢筋的腐蚀过程就可以发生。
由于氯离子对钢筋混凝土的危害,对混凝土中氯化物的含量应严格加以控制。
因此,一种阻锈剂是否能有效地降低混凝土中及钢筋表面的氯离子含量,就成为评定其阻锈性能的最重要因素。
国家标准《混凝土结构加固设计规范》中明确规定,喷涂型阻锈剂对氯离子含量的降低率必须大于90%。
3.3高温、高湿环境下的工作性能高温、高湿条件是钢筋混凝土结构加速劣化的重要外部环境。
室温环境下有效的阻锈剂未必可以在高温高湿条件下继续保持其有效性。
严重的锈蚀现象往往又都是在高温、高湿等恶劣环境下产生的。
因此,阻锈剂在高温、高湿环境下的工作性能就变得相当重要。
3.4环保性能喷涂型阻锈剂的主要成份是有机化学物质,在其储藏、运输和使用时应避免对环境的污染。
应选取无毒、无害的环保型阻锈剂。
4.钢筋阻锈剂比较国家标准《混凝土结构加固设计规范》中对外涂型钢筋阻锈剂分为两大类,一类是烷氧基类阻锈剂,另一类是氨基类阻锈剂。
本文拟就这两类阻锈剂结合市场上目前存在的一些硅烷类浸渍剂一起,进行一个功能比较。
4.1氨基类阻锈剂此类阻锈剂的生产商报告,这类阻锈剂能够降低70%正在发生的锈蚀作用;能够降低50%已开裂混凝土的锈蚀;能够增加结构寿命34年;7日内于混凝土中的渗透深度>70mm;能够在钢筋表面形成钝化膜......等等。
但是,我们来考察一下这些结论的实验室条件。
试验是这样的:首先除掉待试验构件的保护层混凝土,将试件在阻锈剂溶液中浸泡24小时后在180ºF下完全干燥,再覆盖25mm厚的聚合物砂浆保护层。
测试是采用“等离子体二级中性粒子团光谱测定法CNMS”,这种方法的测试精度极高,能够测试到极低的浓度。
事实上,用何种方法来测定物质的渗透深度与其阻锈性能两者并无直接关系。
有试验给出如下结论[4]:1.将吸附型钢筋阻锈剂添加到1M浓度的饱和Nacl、Ca(OH)2溶液中,可以明显地增加锈蚀钢筋的偏极化阻抗......但是,即便阻锈剂与溶液的质量比达到10%,也未明显发现有新的钝化膜在钢筋表面生成;2.将该阻锈剂涂刷于混凝土表面,并不会影响因氯离子而引起的腐蚀;3.至今,仍无结果说明该阻锈剂对腐蚀速率会产生影响。
因此,采用这种类型的阻锈剂方法是否真正适合用来阻锈应值得怀疑。
另有实验室测试与实地测试表明:基于氨基的MFP与Ferrogard903产品,无论从电位势差、钢筋中电流,还是混凝土切芯取样结果上,对钢筋的锈蚀并无明显影响[5,6]。
尽管厂商声称能够提升混凝土抗氯离子腐蚀阈值5~7倍,由于氨基类材料的亲水性,即便混凝土中氯离子含量低于这个数值,也会因氯离子的不断积累而使混凝土存在受腐蚀的危险。
因此,在国家标准《混凝土结构加固设计规范》中Q.3.2中明确指出“对露天工程或在腐蚀性介质的环境中使用亲水性阻锈剂时,应在构件表面增喷附加涂层进行封护”。
4.2硅烷类浸渍剂本文对阻锈剂定义时已经指出,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)并不属于钢筋阻锈剂范畴,因为这类产品并不能直接阻止或延缓钢筋锈蚀。
目前市场上有一些专门针对石材、混凝土等的有机硅表面浸渍剂,其主要成分为有机三乙氧基硅烷,是一种憎水剂。
在憎水剂浸渍过程中,混凝土孔隙保持开放,很少影响气体和水蒸气的扩散,使混凝土内外压力保持平衡,减少了混凝土的内应力的存在;另外,该类产品对一般水性沾污具有抵抗性,可以使混凝土基材保持清洁、美观。
但这类硅烷浸渍剂并不是钢筋阻锈剂,因为它并不能在钢筋表面形成保护膜,无法系统保护钢筋不受侵蚀,也无法降低钢筋中腐蚀电流。
硅烷浸渍剂实际上是作为憎水剂来使用的。
4.3烷氧基类钢筋阻锈剂这类钢筋阻锈剂能够将混凝土表面的亲水性转为憎水性,其微小分子可以渗入到混凝土的深处,产生一种有机分子与基材发生反应,形成单向透气性的保护层,使混凝土基质产生憎水性;该产品还可以与钢筋表面的氧化层发生反应形成钝化膜,加强钢筋表面的钝化层,从而阻抑混凝土当中氯离子、氧气和水分与钢筋产生的电化学腐蚀。
该阻锈剂可以降低混凝土中的游离氯离子含量,减少结构的腐蚀电流,增加电阻抗,并能在高温、高湿环境下有效工作。