[发明专利]一种抑制钢筋混凝土杂散电流腐蚀的添加剂及其方法

说明书

本发明涉及一种抑制钢筋混凝土杂散电流腐蚀的添加剂，包括阻锈剂和疏水组份，所述的阻锈剂的用量为水泥质量的0.1%至5%之间，所述的疏水组份的用量占水泥质量的0.01%至2%。本发明在阻锈剂复配的基础上，再利用疏水组份浸渍或涂层以降低杂散电流对混凝土的溶蚀渗透作用。

技术领域

本发明属于腐蚀科学与技术领域，特别涉及一种抑制钢筋混凝土杂散电流腐蚀的添加剂及其方法的技术。

背景技术

一般正常情况下混凝土中钢筋因受钝化膜的保护作用，特别是在高碱性（pH12.5）环境中不会锈蚀。但当遇到以下几种工况时会导致钢筋锈蚀发生。1）随着混凝土的碱性环境从表面向内部不断被破坏和削弱，进而导致钝化膜破坏，钢筋发生锈蚀；2）当混凝土受到氯盐侵蚀，即使在高碱性环境下若钢筋表面氯离子浓度达其临界值时，会造成点腐蚀；3）当杂散电流足以使钢筋的电极电位值满足锈蚀反应的电极电势时，会引起电流腐蚀。这些都会破坏钝化膜引起钢筋锈蚀的发生，进而积聚腐蚀产物形成突发膨胀应力造成混凝土的开裂和剥落。

随着我国城镇化进程不断加快，越来越多的钢筋混凝土结构正在遭受到杂散电流的的腐蚀，特别是伴有高压电力线的地铁（750V或1500V直流电），高铁（25kV交流电）等电力牵引的轨道交通基础设施中高架桥、隧道和桥梁以及高压电力输送中的水泥电线杆、混凝土地锚等结构工程。随然有加强日常检测与维护、避开杂散电流、隔离/排流保护等防护措施，但仍就造成了杂散电流严重腐蚀钢筋混凝土构件的现状。荷兰科学家的研究发现，在滨海铁路沿线的供电系统中的钢筋混凝土地锚，因受氯离子侵蚀和杂散电流诱导钢筋耦合腐蚀作用下，仅3年就使其混凝土开裂而完全损坏（Chen Z , Koleva D , Van Breugel K .A review on stray current-induced steel corrosion in infrastructure[J].Corrosion Reviews, 2017, 35.）。即使氯离子含量低不足以诱发点蚀，钝化的钢筋依然会由于杂散电流的影响而发生腐蚀，例如我国北京地铁和天津地铁的主体结构钢筋曾发生杂散电流腐蚀所引起的开裂[耿健. 杂散电流与氯离子共存环境下钢筋混凝土劣化机理的研究[D]. 武汉理工大学, 2008.]。

引入阻锈剂可以有效降低钢筋的腐蚀速率，抑制钢筋腐蚀的发展恶化，是预防和减缓钢筋混凝土腐蚀较为实用而简便的方法。因为阻锈剂是一次性使用长期有效、施工简单、且不从根本上改变混凝土自身的性能等优点而被广泛地应用于钢筋混凝土防腐工程中。例如以亚硝酸盐、单氟磷酸钠以及醇胺类有机阻锈剂，可使钢筋表面钝化或者吸附成保护膜，而使其表现出优异的阻锈效果，在实际混凝土结构工程中得到了广泛的应用。但是单独使用阻锈剂对钢筋混凝土的杂散电流腐蚀的效果并不好。本专利从增强钢筋混凝土材料自身防腐能力的角度出发，借鉴阻锈剂在防护混凝土钢筋氯盐腐蚀方面深入研究和广泛应用的成果，通过利用不同阻锈剂间复配协同效应的机制和混凝土疏水化的手段，提出一种抑制杂散电流腐蚀钢筋混凝土的技术。

发明内容

本发明从增强钢筋混凝土材料自身防腐能力的角度出发，借鉴阻锈剂在防护混凝土钢筋氯盐腐蚀方面深入研究和广泛应用的成果，通过利用不同阻锈剂间复配协同效应的机制和混凝土疏水化的手段，提出一种抑制杂散电流腐蚀钢筋混凝土的技术，解决了现有阻锈剂不能有效抑制杂散电流腐蚀钢筋混凝土的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种抑制钢筋混凝土杂散电流腐蚀的添加剂，包括阻锈剂和疏水组份，所述的阻锈剂的用量为水泥质量的0.1%至5%之间，所述的疏水组份得用量占水泥质量的0.01%至2%。

进一步：所述的疏水组份包括有机硅烷和/或有机硅氧烷。

进一步：所述阻锈剂为复合阻锈剂，所述的复合阻锈剂为沉淀膜型阻锈剂、吸附膜型阻锈剂和钝化膜型阻锈剂的一种以上。

进一步：所述沉淀膜型阻锈剂包括磷酸盐、硅酸盐、脂肪酸盐、单氟磷酸钠、甘油磷酸钠；