[发明专利]一种防腐钢材及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程材料领域，具体指一种防腐钢材及其制作方法。

背景技术

在氯盐含量和湿度较高的海洋工程、地下工程中，由于环境中的氯离子(Cl^-)多、构架所承受的压强大等原因，混凝土中的钢材通常比一般环境中的钢材腐蚀速度要高出几倍到十几倍，混凝土构件中钢筋的腐蚀对建筑物或构筑物的使用寿命造成很大影响，严重时还会影响建筑物的使用进而直接影响人们工作和生活，造成较大的不便和较大的经济损失，所以对混凝土中的钢材进行保护是非常有必要的。传统的钢筋混凝土构件或钢构件的防腐措施一般有以下几种：第一种是在钢筋混凝土构件或型钢构件表面喷涂防腐材料，此材料可以是防腐涂料或高性能砂浆；第二种是在钢材表面喷涂环氧涂层；第三种是直接采用不锈钢材。由于混凝土在受拉力较大或温度收缩的情况下容易开裂，环境中的氯离子将沿着裂缝渗入混凝土内部直达钢筋表面对钢筋进行腐蚀，所以第一种防护措施效果不太理想。第二种钢材防腐措施有一个严重的缺陷，当钢材喷涂防腐环氧涂层后钢材与周围混凝土的握裹力将大大减少，当钢材与周围混凝土不能很好的粘结时，工程的安全性将很难保证。而第三种虽然效果明显，但由于造价太高一直没能得到广泛应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种防腐钢材及其制作方法。该钢材克服了上述钢材在有腐蚀性离子环境中的不足，就算是在混凝土受拉开裂的情况下其内部3-5mm的超高性能砂浆也能很好地保护钢材，有效阻止环境中的氯离子对钢材的侵害，使钢材达到预期效果；该防腐钢材制作方法简单，防腐效果明显，并能提高工程的安全性能，延长建筑物或构筑物的使用寿命，从而有效地降低了建筑物或构筑物维护成本。生产本方案中的防腐钢筋材料易于获取，经济性能良好，利于大量推广。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种防腐钢材，包括超高性能砂浆和钢材。制作上述防腐钢材的一种方法包括如下步骤：(a)在工厂或施工现场外预先将采购好的钢材裁剪成所需长度；(b)按照配合比配制超高性能砂浆，其中砂浆配合比可根据设计防腐要求的不同进行微调；(c)在工厂或施工现场外将超高性能砂浆均匀喷涂到钢材表面；(d)对需要搭接的钢材可在工厂或施工现场外将非搭接区的钢材先喷涂超高性能砂浆，对于搭接区钢材可待施工现场搭接好后再喷涂超高性能砂浆。所述防腐钢材制作方便，抗渗防腐蚀能力强，可用于氯盐含量较高、湿度较大的海洋工程和地下工程，也适用于其他需对钢材进行特殊保护的工程中。

进一步的在本发明的技术方案中，所述超高性能砂浆可以是根据设计配合比在工厂现拌的超高性能砂浆成品；也可以是根据配合比预先拌制而成混合物，这种预拌的混合物便于大量的生产和保存，根据钢材量计算取出一定重量的预拌混合物，再根据原配合比和所取出的预拌混合物的重量加入适定的水，这样拌制而成的超高性能砂浆和前面所述的现拌超高性能砂浆效果是一样的，但在工厂大量生产这种防腐钢材时可以加快生产速度从而提高效率。本方案中的研发的超高性能混凝土其渗透系数要比现在工程中应用的高性能砂浆小一个数量级；所参入的可再分散胶粉能有效改善砂浆的性能，能提高砂浆的抗拉强度和极限拉应变，提高砂浆与钢筋的握裹力；由于纤维材料的加入，砂浆的抗裂性能、抗拉强度和极限拉应变得到很大提高，这也对氯盐含量较高、湿度较大环境中的钢筋的抗渗性能提高很大，实验表明在建筑物和构筑物的使用寿命周期内，有害氯离子对本技术方案中砂浆的渗入深度不大于2mm；更由于在钢筋表面喷涂的材料是超高性能砂浆，而喷涂超高性能砂浆的钢筋其表面依旧粗糙，能保留钢筋表面的凹凸纹路，所以本方案中的防腐钢筋与周围混凝土能够有效地粘结在一起。本技术方案中的钢材只需在其表面喷涂3-5mm的超高性能砂浆，构件混凝土还是采用普通混凝土，这样既能降低成本造价，又能发挥有效作用对钢材进行保护。

进一步的在本发明的技术方案中，所述的超高性能砂浆其配合比如下：

所述细骨料为粒径小于0.6mm的细砂，所述的纤维可以是合成纤维，也可以是细钢纤维。

进一步的在本发明的技术方案中，所述的钢材可以是普通钢筋、或预应力钢筋、或轧制型材、或其他组合而成的型材。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限制。

附图说明

以下附图中，1为超高性能砂浆，2为钢材，3为构件混凝土。

图1为防腐钢材结构示意图；

图2为防腐钢材另一实施例；

图3为防腐钢材另一实施例；

图4为防腐钢材构件整体示意图；