CN114105512A - 一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂及其应用和灌注桩 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及灌注桩的制备领域，具体公开了一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂及其应用和灌注桩，所述用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂包括如下重量份的原料：其包括如下重量份的原料：高岭土20‑50份、硅灰35‑55份、磷化渣20‑35份、N‑戊基‑N‑戊基‑2‑乙基己酰胺20‑60份、固体醇胺15‑30份、六偏磷酸钠10‑25份、水溶性苯骈三氮唑2‑6份、减水剂1.5‑4.5份；本申请的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂具有较好的防腐阻锈性能且绿色环保。
Description
技术领域
本申请涉及灌注桩的制备领域，更具体地说，它涉及一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂及其应用和灌注桩。
背景技术
灌注桩是一种灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩体，灌注桩常用于地下工程建设中。灌注桩在地下工程中容易接触地下水或者易溶解盐等，这就导致灌注桩上的混凝土相对于应用在其他建筑工程中的混凝土，会更容易受到侵蚀，尤其硫酸盐的侵蚀会导致混凝土膨胀变形及强度、刚度等力学性能降低，混凝土也会因为钢筋锈蚀降低结构的承载能力，使灌注桩的结构安全性下降。
目前，通常会采用添加防腐阻锈剂的方式来减少钢筋的锈蚀，防腐阻锈剂的主要功能不是阻止环境中的氯离子等有害离子进入混凝土中，而是抑制、延缓、阻止钢筋腐蚀的电化学过程，表现在推迟钢筋生锈的时间和减缓钢筋腐蚀发展的速度，从而达到保护钢筋，提高混凝土耐久性的目的。
防腐阻锈剂一般分为阳极阻锈剂和阴极阻锈剂，其中阳极阻锈剂中亚硝酸盐类阻锈剂应用最为广泛，这种阻锈剂用量不足时会加速钢筋锈蚀，并且对人体和环境有害；而阴极型阻锈剂的用量往往较大，增大了生产成本，并且其防腐阻锈性能较差。
针对上述中的相关技术，发明人认为现有的防腐阻锈剂防腐阻锈性能较差，且不环保。
发明内容
为了提供一种防腐阻锈性能较好、绿色环保的防腐阻锈剂，本申请提供一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂及其应用和灌注桩。
第一方面，本申请提供一种本申请制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，采用如下的技术方案：
一种本申请制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，包括如下重量份的原料：高岭土20-50份、硅灰35-55份、磷化渣20-35份、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺20-60份、固体醇胺15-30份、六偏磷酸钠10-25份、水溶性苯骈三氮唑2-6份、减水剂1.5-4.5份。
通过采用上述技术方案，本申请制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，首先通过二戊胺、2-乙基乙酸和水制得N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺，然后采用硅灰、磷化渣、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺、醇胺、六偏磷酸铵与其他辅料共混制得用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，再将其用于混凝土中，有效提高了混凝土的防腐阻锈性能。其中，硅灰和高岭土的平均粒度均较小，可对混凝土中的微孔进行填充，从而可有效阻止氯离子和硫酸根离子进入混凝土内部破坏混凝土结构、腐蚀钢筋提高混凝土的抗渗性能和力学强度；磷化渣是一种工业处理废渣，含有铁、锌、锰元素和磷酸盐，其中铁离子、锌离子、锰离子等可与碱性混凝土水化原位生成氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化锰微粒，提高混凝土的密实性。而磷酸盐是阴极阻锈剂，能通过对钢筋的吸附在钢筋表面阴极区域形成一层致密的保护膜，阻止钢筋锈蚀，从而提高混凝土的防腐阻锈性能；N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺、固体醇胺和六偏磷酸钠中的官能团可以和铁螯合形成五元或六元螯和环，吸附于钢筋表面，形成一层致密的钝化膜，隔离侵蚀介质的侵蚀，混凝土服役期间，阻锈成分持续向钢筋表面迁移，不断补充钢筋表面的钝化膜，达到长久持续的阻锈效果。
作为优选，所述用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂包括如下重量份的原料：高岭土30-45份、硅灰40-50份、磷化渣25-30份、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺35-45份、固体醇胺20-25份、六偏磷酸钠15-20份、水溶性苯骈三氮唑3-4.5份、减水剂2-3.5份。
通过采用上述技术方案，本申请通过优化用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的各原料用量，使用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂原料用量在此范围内，所制备的防腐阻锈剂用于灌注桩的混凝土防腐阻锈性能均较好。
作为优选，所述酰胺由二戊胺、2-乙基乙酸和水制得，其添加的重量份如下：二戊胺60-80份、2-乙基乙酸50-70份、水100-120份。
通过采用上述技术方案，将二戊胺、2-乙基乙酸和水制得酰胺，再将酰胺用于本申请防腐阻锈剂的制备，得到的防腐阻锈剂用于灌注桩的混凝土，混凝土的防腐阻锈性能均较好。
作为优选，所述固体醇胺为二异丙醇胺或三异丙醇胺。
通过采用上述技术方案，固体醇胺具有较好的早强作用，可提高混凝土的密实性，有效补偿混凝土的干缩，防止或减少干缩有害裂纹的产生，提高混凝土抗硫酸盐、氯离子、化学物质深入的性能，并且提高了混凝土的强度。
作为优选，所述硅灰平均粒度等级为400-800目。
通过采用上述技术方案，本申请通过限制硅灰平均粒度等级，将制得的防腐阻锈剂用于灌注桩的混凝土中，使混凝土的抗渗等级可达到P12以上，抗压强度为50.9MPa，抗硫酸盐侵蚀性能大于KS150，氯离子扩散系数降低至2.0 10-12m2/s，且经盐水浸渍后无腐蚀。
第二方面，本申请提供一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的应用，其包括如下步骤：S1、将二戊胺、2-乙基乙酸和水搅拌反应，干燥后得到N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺；
S2、将S1中得到的N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺与高岭土、硅灰、磷化渣、固体醇胺、六偏磷酸钠、水溶性苯骈三氮唑、减水剂混合均匀，得到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂；
S3、将S2中得到的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，直接拌和于混凝土中，掺量为2％-4％。
通过采用上述技术方案，本申请将酰胺与高岭土、硅灰、磷化渣、酰胺、醇胺、六偏磷酸钠、苯骈三氮唑、减水剂共混，得到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，再将此防腐阻锈剂应用到混凝土中，从而使最终制得用于灌注桩的混凝土防腐阻锈性能得到提升。
作为优选，所述灌注桩所用的防腐阻锈剂为权利要求1-6任意一种。
通过采用上述技术方案，本申请制得的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，加入到混凝土中，制得的灌注桩的防腐阻锈性能较好。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，首先通过二戊胺、2-乙基乙酸和水制得N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺，然后采用硅灰、磷化渣、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺、醇胺、六偏磷酸铵与其他辅料共混制得用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，再将其用于混凝土中，有效提高了混凝土的防腐阻锈性能。其中，硅灰和高岭土的平均粒度均较小，可对混凝土中的微孔进行填充，从而可有效阻止氯离子和硫酸根离子进入混凝土内部破坏混凝土结构、腐蚀钢筋提高混凝土的抗渗性能和力学强度；磷化渣是一种工业处理废渣，含有铁、锌、锰元素和磷酸盐，其中铁离子、锌离子、锰离子等可与碱性混凝土水化原位生成氢氧化铁、氢氧化锌、氢氧化锰微粒，提高混凝土的密实性。而磷酸盐是阴极阻锈剂，能通过对钢筋的吸附在钢筋表面阴极区域形成一层致密的保护膜，阻止钢筋锈蚀，从而提高混凝土的防腐阻锈性能；N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺、固体醇胺和六偏磷酸钠中的官能团可以和铁螯合形成五元或六元螯和环，吸附于钢筋表面，形成一层致密的钝化膜，隔离侵蚀介质的侵蚀，混凝土服役期间，阻锈成分持续向钢筋表面迁移，不断补充钢筋表面的钝化膜，达到长久持续的阻锈效果。2、本申请中采用的固体醇胺具有较好的早强作用，可提高混凝土的密实性，有效补偿混凝土的干缩，防止或减少干缩有害裂纹的产生，提高混凝土抗硫酸盐、氯离子、化学物质深入的性能，并且提高了混凝土的强度。
3、本申请将制得的防腐阻锈剂用于灌注桩混凝土，使最终得到的混凝土抗渗等级可达到P12以上，抗压强度达到50.9MPa，抗硫酸盐侵蚀性能大于KS150，氯离子扩散系数降低至2.0 10-12m2/s，且经盐水浸渍后无腐蚀。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
高岭土：平均粒度等级为1250目，生产厂家为济南金牛化工有限公司；
硅灰：生产厂家为上海亨创化工有限公司；
二戊胺：生产厂家为天津西典化学科技有限公司；
2-乙基乙酸：生产厂家为上海海曲化工有限公司；
二异丙醇胺：生产厂家为南京仁恒化工有限公司；
三异丙醇胺：生产厂家为上海阿拉丁生化科技股份有限公司；
苯骈三氮唑：生产厂家为上海威方精细化工有限公司；
减水剂：聚羧酸系高性能减水剂，pH值为8.92，生产厂家为山东博克化学股份有限公司。
制备例
制备例1-3
制备例1-3的一种酰胺，其各原料及各原料用量如表1所示，其制备步骤如下：
按照表1中的用量称量各原料，然后将各原料搅拌均匀，干燥后即得酰胺。
表1制备例1-3的酰胺各原料及各原料用量(kg)
| 制备例1 | 制备例2 | 制备例3 | |
| 二戊胺 | 60 | 70 | 80 |
| 2-乙基乙酸 | 70 | 60 | 50 |
| 水 | 100 | 110 | 120 |
实施例
实施例1-4
实施例1-4的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其各原料及各原料用量如表2所示，其制备步骤如下：
S1、将二戊胺、2-乙基乙酸和水搅拌反应，干燥后得到N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺；
S2、将S1中得到的N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺与高岭土、硅灰、磷化渣、固体醇胺、六偏磷酸钠、水溶性苯骈三氮唑、减水剂混合均匀，得到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂。
其中，高岭土平均粒度等级为1250目，酰胺来自制备例1，硅灰的平均粒度等级为400目，苯骈三氮唑为水溶性苯骈三氮唑。
表2实施例1-4的各原料及各原料用量(kg)
实施例5
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例3不同之处在于，其添加的酰胺来自制备例2，其余步骤与实施例3均相同。
实施例6
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例3不同之处在于，其添加的酰胺来自制备例3，其余步骤与实施例3均相同。
实施例7
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例5不同之处在于，其酰胺的添加量为35kg，其余步骤与实施例5均相同。
实施例8
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例5不同之处在于，其酰胺的添加量为45kg，其余步骤与实施例5均相同。
实施例9
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例5不同之处在于，其酰胺的添加量为60kg，其余步骤与实施例5均相同。
实施例10
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例8不同之处在于，其添加的醇胺为三异丙醇胺，其余步骤与实施例8均相同。
实施例11
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例10不同之处在于，其添加的硅灰平均粒度等级为600目，其余步骤与实施例10均相同。
实施例12
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例10不同之处在于，其添加的硅灰平均粒度等级为800目，其余步骤与实施例10均相同。
对比例
对比例1
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例1不同之处在于，酰胺添加量为0，其余步骤与实施例1均相同。
对比例2
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例1不同之处在于，醇胺的添加量为0，其余步骤与实施例1均相同。
对比例3
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例1不同之处在于，硅灰的添加量为0，其余步骤与实施例1均相同。
对比例4
一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，与实施例1不同之处在于，磷化渣的添加量为0，其余步骤与实施例1均相同。
应用例
应用例1-16
应用例1-16的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的应用，其应用步骤如下：
将实施例1-12和对比例1-4制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，以粉剂直接拌和于混凝土中，掺量为3％。
性能检测试验
检测方法/试验方法
按照如下检测方法对应用例1-16中的混凝土进行检测，其检测结果如表3所示。
抗渗等级：按照GB/T50164-2011《混凝土质量控制标准》进行检测，测得抗渗等级。
抗压强度：按照GB/T50081-2019《普通混凝士力学性能试验方法标准》制作标准试块，并测量标准试块的抗压强度。
抗硫酸盐侵蚀性能：按照GB/T749-2008《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》进行检测。
氯离子扩散系数：按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法标准》中“混凝土氯离子迁移系数的非稳态迁移试验-氯离子扩散系数款速实验NTBUILD492”进行测试。
凝结时间：按照GB/T50080-2016标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行测试。
表3应用例1-16的检测结果
从表3的检测数据可以看出，本申请制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，通过在用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂中加入酰胺、醇胺、硅灰等，提高了混凝土的防腐阻锈性能。
结合应用例3和应用例5-6的检测数据可以看出，制备例2的酰胺的配比比较优，由制备例2制备的酰胺，加入到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂中后，所制得的混凝土抗压强度较好，氯离子扩散系数较低，抗硫酸盐侵蚀为KS150，经盐水浸渍后无腐蚀，说明混凝土的防腐阻锈性能增强。
结合应用例5和应用例7-9的检测数据可以看出，将酰胺加入到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂中，可提高其所制备的混凝土的防腐阻锈性能，并且当酰胺的添加量为45kg时，所制得的混凝土的抗渗等级可达到P12，抗压强度为50.3MPa，抗硫酸盐侵蚀性能大于KS150，氯离子扩散系数降低至2.1 10-12m2/s，且经盐水浸渍后无腐蚀。再结合应用例13的检测数据可以看出，酰胺可有效增强用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的防腐阻锈性能。
结合应用例9-10和应用例14的检测数据可以看出，将酰胺加入到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂中，可提高其所制备的混凝土的防腐阻锈性能。并且当添加的醇胺为三异丙醇胺时，制备的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂应用到混凝土中，所制得的混凝土的抗渗等级可达到P12以上，抗压强度为50.5MPa，抗硫酸盐侵蚀性能大于KS150，氯离子扩散系数降低至2.1 10-12m2/s，且经盐水浸渍后无腐蚀。
结合应用例10和应用例11-12的检测数据可以看出，硅灰的平均粒度等级越大，其制得的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的防腐阻锈性能越好。当硅灰的平均粒度等级为800目时，所制得的混凝土的抗渗等级可达到P12以上，抗压强度为50.9MPa，抗硫酸盐侵蚀性能大于KS150，氯离子扩散系数降低至2.0 10-12m2/s，且经盐水浸渍后无腐蚀。
再结合应用例15-16的检测数据可以看出，当硅灰和磷化渣其中一个添加量为0时，最终测得的混凝土的抗渗性能、抗压强度、抗硫酸盐侵蚀性能、氯离子扩散系数及耐盐水浸渍性能均下降，说明硅灰和磷化渣均可增强用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的防腐阻锈性能。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：其包括如下重量份的原料：高岭土20-50份、硅灰35-55份、磷化渣20-35份、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺20-60份、固体醇胺15-30份、六偏磷酸钠10-25份、水溶性苯骈三氮唑2-6份、减水剂1.5-4.5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂包括如下重量份的原料：高岭土30-45份、硅灰40-50份、磷化渣25-30份、N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺35-45份、固体醇胺20-25份、六偏磷酸钠15-20份、水溶性苯骈三氮唑3-4.5份、减水剂2-3.5份。
3.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述酰胺由二戊胺、2-乙基己酸和水制得，其添加的重量份如下：二戊胺60-80份、2-乙基乙酸50-70份、水100-120份。
4.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述固体醇胺为二异丙醇胺或三异丙醇胺。
5.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述硅灰平均粒度等级为400-800目。
6.根据权利要求1所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸系高性能减水剂。
7.一种权利要求1-6任一所述的一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂的应用，其特征在于：其包括如下步骤：
S1、将二戊胺、2-乙基乙酸和水搅拌反应，干燥后得到N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺；
S2、将S1中得到的N-戊基-N-戊基-2-乙基己酰胺与高岭土、硅灰、磷化渣、固体醇胺、六偏磷酸钠、水溶性苯骈三氮唑、减水剂混合均匀，得到用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂；
S3、将S2中得到的用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂，直接拌和于混凝土中，掺量为2%-4%。
8.一种灌注桩，其特征在于：所述灌注桩所用的防腐阻锈剂为权利要求1-6任意一种。
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| CN202111579928.6A CN114105512A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种用于灌注桩的混凝土防腐阻锈剂及其应用和灌注桩 |
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2021
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