新型混凝土复合防腐阻锈剂开发及性能研究

■建筑材料福建建设科技2018. N a l7

新型混凝土复合防腐阻锈剂开发及性能研究

阮锦发(福建建工集团有限责任公司福建福州350001)

[摘要]本文以减水组分、钢筋阻4秀组分、密实组分、减缩组分、抑制组分和钡盐等作为主要原材料，研制开发出新型混凝 土复合防腐阻锈剂，并进行相关耐久性能测试。试验结果表明，该防腐阻锈剂不仅改善了混凝土的工作性能，同时，还可以改善混 凝土的孔结构，提高混凝土的力学性能、抗硫酸盐和氯盐侵蚀性能等综合耐久性能。

[关键词]混凝土；抗侵蚀；防腐阻锈剂；腐蚀电量

Development and performance study of sulfate - resistant and corrosion - inhilbiting compound admixtures for concrete

Abstract ：A new type of sulfate- resistant and corrosion- inhibiting compound admixture far concrete was d ducing component,steel rust- inhibiting component,compact component,shrinkage component,inhibiting c main raw materials$and the related durability tests were carried out.The experimental results show t -inhibiting compound admixture for concrete can not only promote the properties of the concrete，but also improve concrete$including the mechanical properties and the sulfate/chlorine corrosion resistance.

Key W O'S #concrete，corrosion resistance，sulfate- resistant a nd corrosion - inhibiting admixture，electricity q

〇引言

钢筋混凝土结枸能够充分发挥钢筋和混凝土两者的优点 来承受外部荷载，被广泛应用于中高层建筑、大跨度桥梁、隧 道、地铁等土木工程结构中。在这些土木工程结构中，混凝土 的耐久性尤其关键，往往直接决定了建筑物的使用寿命。在 影响混凝土耐久性的因素中，其中最主要的因素之一是氯盐、硫酸盐侵蚀[1^2]。氯盐、硫酸盐侵蚀会导致钢筋混凝土结构 膨胀开裂、钢筋锈蚀等，从而引起钢筋混凝土结构性能退化乃 至失效破坏，严重影响建筑物的耐久性能，降低建筑物的使用 寿命[34]。近年来，在许多建筑工程中均发现混凝土建筑物 遭受氯盐、硫酸盐侵蚀，尤其是内陆盐碱地区、滨海地区混凝 土建筑物的破坏程度更为严重[-]，造成严重的安全隐患和巨 大的经济损失。混凝土的抗氯盐、硫酸盐侵蚀能力的改善和 提高已成为迫切的工程需求，而如何改善、提高混凝土的抗氯 盐、硫酸盐侵蚀能力问题也是混凝土耐久性研究的重点和难 点。

目前，采用特殊的抗硫酸盐水泥和在混凝土表面覆盖防 腐涂层提高混凝土防腐蚀性能的主要方法，但这些方法都存 在一定的缺陷，如工程造价高，工艺繁琐复杂，耐腐蚀时间短 等。在实际工程应用中，将具有不同功能的外加剂进行复合，具有操作简单、见效快的特点，因此复合技术被广泛采用。本 文将具有抗氯盐侵蚀的阻锈剂与抗硫酸盐侵蚀性能的防腐剂 进行复合，从两方面人手研制复合防腐阻锈剂:提高混凝土本

作者简介#阮锦发（1972. 12 -),男，MBA在读%高工%注册一级建造 师。身的密实性、强度，提高混凝土抗渗性，延缓、甚至防止有害离 子的侵人;同时添加化学组分，消耗有害离子，阻隔有害离子和 钢筋的接触—

—以期制备出一种兼具抗氯盐侵蚀和抗硫酸盐侵 蚀性能的防腐阻锈剂。在复合过程中考察各组分的种类和配比 关系，以期各组分协同作用，发挥出更大的综合防腐效果。

本文通过提高混凝土本身的性能来提高钢筋混凝土的防 阻锈能 ，法 ，同抗氯盐、硫酸盐

侵蚀的防腐阻锈剂，并进行相关耐久性能测试。

1实验部分

1.1实验材料及设备

硅酸盐水泥:P. 042.5,福建炼石水泥有限公司；河砂：& 区中砂，细度模数2.6，含泥量0.7%，市售;碎石，双级配，5 - 20mm，满足连续级配要求，市售；自来水;聚羧酸减水剂:福建 建工建材科技开发有限公司；自制复合防腐阻锈剂（CB);市 售某防腐阻锈剂(TB)。

SJD-60型强制式混凝土搅拌机;JJ -5行星式搅拌机；T Y A-2000型电液式压力机;AHC -7L混凝土含气量测定 仪;SP- 540型混凝土收缩仪；C AB R- LSB/ &型触摸屏全自 动砼硫酸盐试验机；内阻不小于1M'，测量精度为0.01 m V的高阻值伏特表;阻值为100'的电阻器等。

1.2复合防腐阻锈剂的制备与使用

以减水组分、钢筋阻锈组分、防腐组分等作为主要原材 料，其中防腐组分包括密实组分、减缩组分、抑制组分和钡盐，各组分掺量见表1。将各组分粉料按配比在d-5行星式搅 拌机中混合均匀，即制成复合防腐阻锈剂，防腐阻锈剂掺量 (内掺）为胶凝材料用量的10%。

8福建建设科技2018. N o. 1■建筑材料表1复合防腐阻锈剂各组分掺量

组分代号组分名称量/%

A减水组分5-10

B钢筋阻锈组分1-2

C分40-60

D减分5-15

E分10-20

F盐15-25

1.3混凝土工作能及耐久性能测试

固定水灰比，通过调整减水剂的掺量使得混凝土达到相

同，减水作用 &配

见表2,依据 标 混凝土工作性能及 久性能

&GB/T31296 -2014《混凝土 阻锈剂》的

A规 方法进行混凝土腐蚀电量 &

表2混凝土配合比

编号

水泥

(kg/m3)

砂

(k/m3)

石

(k/m3"

复腐

阻锈剂

(k/m3)

用水量

(k/m3)

减水剂

(%)

J380768115201901

T342768115238(TB)1900.7

C342768115238(CB)1900.3

8结果与讨论

21掺复合防腐阻锈剂受检混凝土性能指标

根据表1配比，优化防腐阻锈剂配方制备复合防腐阻锈 剂，阻锈剂掺量（）为凝材料用量的10%，由表3所示，复合防腐阻锈剂 技术指标满足GB/T 31296 -2014《混凝土 阻锈剂》标 要求。

表3 复合防腐阻锈 能指标

序号项目性能指标实测值

1水％#10055

2凝结时间差/min 初凝

on,1on

-22终凝+ 15 3d$90161

3抗压强度比/%7d$90147

28d$100129 4收缩率比/%#11099

5氯离子渗透系数比/%8579

6硫酸盐侵蚀系数比/%$115125

7电量％5038

2.2防腐锈的工作能及能

由表3混凝土配合比，进行相关混凝土工作性能试验，标 准养 规 ，并 学性能测试，如表4%1表4的数据表明，基混凝土，阻锈剂能善混凝土的工作性能。当基混凝土的减水剂掺量为%，掺TB混凝土的减水剂掺量为0.7%，掺CB的掺量为 0.3%时，三组混凝土的初始坍落度一致，这表明TB，CB对混 凝土 有 作用，为含有的减水剂所致。基混凝土，阻锈剂混凝土 30=9持力更强，含气量损失更小，表现出一定的保塑性能。从图4可以直观看 出，混凝土的3d、7d的抗压强度情况为J> T$C，但随着养护 间，28d、56d混凝土强度情况完全相反，即

C>T>J。由阻锈剂含有 、粉

组分，导致混凝土早期强度发展不足、偏低。但随着养 期，、分 逐 ，生更稳定的C - S-H凝胶，混凝土结构更加致密，提高混凝土的后期强度。图1，阻锈剂的28d混凝土抗压强明显高于基准混凝土的抗压强度。

表4防腐阻锈剂对混凝土坍落度和含气量的影响

坍落度含量綱，

始30m in始30m in J12060 2.3 1.2

T12090 2.2 1.7

C12095 2.5 2.0

60 1

图1防腐阻锈剂对混凝土抗压强度的影响

2.3防腐阻锈剂的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能

将养 规 混凝土 抗硫酸盐侵蚀试，如表 5 示。

表5防腐阻锈 能的影响抗压强度/M P< 硫酸盐侵蚀系数/%硫酸盐侵60标养90标养6090

'战尔默P L

/%

J35.345.130.845.57868-

T42.147.737.447.58879116

C44.748.641.448.99285125由表5可以看出，，混凝土受5%硫酸钠溶液侵蚀后，抗 压强 硫酸盐侵 数 逐渐减小。60 及90〔抗硫酸盐侵蚀循环显示，掺TB、CB混凝土的抗压强度均大于 基准混凝土，硫酸盐侵蚀系数C > T> J。GB/T 31296 - 2014《混凝土 阻 锈 剂 》标 规 硫 酸 盐 侵 数 小115%，CB、TB的硫酸盐侵蚀系数比均高于这一数值，且CB 的数值更高，表现出更 抗硫酸盐侵 肯旨。

阻锈剂表现出更 抗硫酸盐侵蚀性能，有以下几方 #首先，CB中含有 分和减 分，在两者的共同作用下，混凝土水化更完全，收 ，提高，混凝土的抗 大大提高，减少 混凝土中的S〇2-

、