CN116496021A - 一种海洋耐腐蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料生产领域，涉及一种海洋耐腐蚀剂。本发明所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，含有膨胀剂5‑30％、减水剂0.5‑2％、尼龙纤维20‑50％、聚乙烯吡络烷酮5‑20％、高岭土5‑15％、粉煤灰15‑40％、碳酸钡0.5‑5％。在混凝土生产中加入本发明所述的海洋耐腐蚀剂可显著提高海洋混凝土抗硫酸盐、氯离子侵蚀、抗渗性等性能，增强混凝土的抗腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料生产领域，涉及一种海洋耐腐蚀剂。
背景技术
海洋环境中的盐分、气候、生物等多重复杂因素相互叠加，是公认的材料最为严酷的服役环境，对于建设海洋基础设施用的主要材料水泥混凝土而言更是如此。
海水中平均含盐量为3.5％，主要是Na+、Mg2+、Cl-、SO42-等。一方面，海水中的这些盐分能与水泥硬化体的主要成分发生化学反应，如Mg2+与水泥硬化体中的C-S-H(Ⅱ)凝胶发生反应，使其变成胶凝性较弱甚至无胶凝性的M-S-H；另一方面，海水长期浸泡造成水泥硬化体中相对易溶的组分如羟钙石Ca(OH)2发生溶解，从而造成硬化体碱度降低和密实结构出现破坏。这些就是海洋环境对水泥混凝土的化学腐蚀。
海洋环境除了对其中服役的水泥混凝土有化学腐蚀之外，还有物理腐蚀和生物腐蚀。物理腐蚀主要是动态的海水与环境共同作用对水泥混凝土造成物理性破坏，如海水及其中的泥沙等夹杂物随着海浪、潮汐长期对水泥混凝土的冲刷作用；潮汐、海浪作用下处在水位变动区及浪溅区的水泥混凝土反复经历被海水浸湿-水分蒸发干燥过程，盐分不断的浓缩析出和结晶生长造成水泥混凝土破坏；冬季海水结冰造成水泥混凝土冻融破坏等等。生物腐蚀是海洋生物如贝类、藻类以及微生物在水泥混凝土表面附着生活，并产生酸性物质对水泥混凝土产生腐蚀作用。海洋环境的这些腐蚀作用往往都是同时发生且相互促进，极大的加剧了破坏程度，海洋工程以及海边建筑面临着极大的挑战。
海洋工程结构的腐蚀问题是世界性难题，全世界海洋建构筑物都因海洋腐蚀而造成严重的损失。随着混凝土及外加剂技术的进步，海洋工程的耐腐蚀性能得到了很大提升，但海水腐蚀问题依然存在，亟待解决。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种海洋混凝土耐腐蚀剂，在混凝土生产过程中加入该耐腐蚀剂后，可明显提高混凝土的抗腐蚀能力。
本发明采用了以下技术方案来实现上述目的：
一种海洋耐腐蚀剂，含有以下成分：
膨胀剂5-30％
减水剂0.5-2％
尼龙纤维20-50％
聚乙烯吡络烷酮5-20％
高岭土5-15％
粉煤灰15-40％
碳酸钡0.5-5％；
进一步的，所述的海洋耐腐蚀剂含有以下成分：
膨胀剂10-20％
减水剂1-2％
尼龙纤维30-40％
聚乙烯吡络烷酮5-10％
高岭土10-15％
粉煤灰25-35％
碳酸钡1-3％.
上述海洋耐腐蚀剂中膨胀剂为氧化镁-硫铝酸钙复合膨胀剂；具体的，所述的膨胀剂含有氧化镁膨胀剂2-10％、硫铝酸钙膨胀剂3-20％；进一步的，所述的膨胀剂含有氧化镁膨胀剂5-10％、硫铝酸钙膨胀剂5-10％。
上述海洋耐腐蚀剂中减水剂含有甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.1-0.5％、丙烯酸0.2-0.8％、木质素磺酸钠0.1-0.5％、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.2％；进一步的，所述的减水剂含有甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.3-0.5％、丙烯酸0.4-0.5％、木质素磺酸钠0.2-0.8％、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.2％。
本发明另一目的在于提供上述海洋耐腐蚀剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤A，取减水剂、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
本发明还提供了上述海洋耐腐蚀剂的具体用途，即所述的海洋耐腐蚀剂可作为一种外加剂用于混凝土生产。
本发明所提供的海洋耐腐蚀剂作为外加剂用于混凝土生产时的添加量为混凝土中水泥质量的3-8％；进一步的，所述海洋耐腐蚀剂的添加量为5％。
本发明具有以下有益效果：
本发明的海洋耐腐蚀剂可堵塞水泥颗粒中的空隙，使海洋混凝土产生膨胀，使混凝土的结构更加觅食，增加混凝土的阻水作用；同时多种成分相配合并成膜，可有效阻止海水中氯离子等有害物质的侵入，起到防止有害物质侵蚀的作用，可显著提高海洋混凝土抗硫酸盐、氯离子侵蚀、抗渗性等性能，增强混凝土的抗腐蚀能力，延长海洋混凝土的使用寿命，具有良好的经济效益。
具体实施例
下面结合具体实施例进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请权利要求所保护的范围。
实施例1海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
实施例2海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
实施例3海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
实施例4海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
实施例5海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
实施例6海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
对比实施例1海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例2海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。对比实施例3海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例4海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠加入水中，得到减水剂溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得减水剂溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例5海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例6海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例7海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：
步骤A，取甲基烯丙醇聚氧乙烯醚、丙烯酸、木质素磺酸钠、甲基丙烯磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取氧化镁膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
对比实施例8海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。对比实施例9海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。对比实施例10海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。对比实施例11海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。对比实施例12海洋耐腐蚀剂制备
制备方法：参考实施例1所述制备方法。
性能测试
依据GB/T50081《混凝土物理力学性能试验方法标准》测试添加实施例1-6和对比实施例1-12制备的海洋耐腐蚀剂的混凝土在普通环境及浸泡于硫酸钠溶液(质量浓度5％)中的的抗折/抗压强度。
实验一、不同海洋耐腐蚀剂对混凝土抗折/抗压性能的影响
/>
实验二、海洋腐蚀剂添加量对混凝土抗折/抗压性能的影响
/>
Claims (10)
1.一种海洋耐腐蚀剂，其特征在于，含有以下成分：
膨胀剂5-30％
减水剂0.5-2％
尼龙纤维20-50％
聚乙烯吡络烷酮5-20％
高岭土5-15％
粉煤灰15-40％
碳酸钡0.5-5％。
2.如权利要求1所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，含有以下成分：
膨胀剂10-20％
减水剂1-2％
尼龙纤维30-40％
聚乙烯吡络烷酮5-10％
高岭土10-15％
粉煤灰25-35％
碳酸钡1-3％。
3.如权利要求1或2所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，所述的膨胀剂含有氧化镁膨胀剂2-10％、硫铝酸钙膨胀剂3-20％。。
4.如权利要求3所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，所述的膨胀剂含有氧化镁膨胀剂5-10％、硫铝酸钙膨胀剂5-10％。
5.如权利要求1或2所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，所述的减水剂含有甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.1-0.5％、丙烯酸0.2-0.8％、木质素磺酸钠0.1-0.5％、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.2％。
6.如权利要求5所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，所述的减水剂含有甲基烯丙醇聚氧乙烯醚0.3-0.5％、丙烯酸0.4-0.5％、木质素磺酸钠0.2-0.8％、甲基丙烯磺酸钠0.1-0.2％。
7.如权利要求1或2所述的海洋耐腐蚀剂，其特征在于，所述的海洋耐腐蚀剂的制备方法含有以下步骤：
步骤A，取减水剂、聚乙烯吡络烷酮加入水中，得到混合溶液；
步骤B，取膨胀剂、高岭土、粉煤灰混合，得混合物1；
步骤C：将步骤B所得混合物1、尼龙纤维、碳酸钡混合，得预混合物；
步骤D，将步骤C所得与混合物加入到步骤A所得混合溶液中，烘干，即得海洋耐腐蚀剂。
8.一种海洋耐腐蚀剂在海洋混凝土生产的中的用途，其特征在于，所述的海洋耐腐蚀剂为权利要求1-7任一项权利要求所述的海洋耐腐蚀剂。
9.如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述的海洋耐腐蚀剂在混凝土生产时的添加量为混凝土中水泥质量的3-8％。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述的海洋耐腐蚀剂在混凝土生产时的添加量为混凝土中水泥质量的5％。
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