一種水泥基混凝土鋼筋防銹涂料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑及金屬防銹領(lǐng)域，具體涉及一種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂 料及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼筋混凝土因為其優(yōu)秀的力學(xué)性能一直在建筑行業(yè)扮演著最重要的角色。但是， 在鋼筋混凝土服役期內(nèi)，如果混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕，會嚴(yán)重影響混凝土的強度和耐久性， 原因在于鋼筋銹蝕有以下三方面的危害：1.降低結(jié)構(gòu)的承載能力，減小安全儲備；2.降低 結(jié)構(gòu)的剛度，增大變形，甚至使混凝土保護層剝落，影響正常使用；3.降低結(jié)構(gòu)的延性，甚 至改變其形態(tài)，導(dǎo)致工程事故。因此，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最具破壞性的因素之一。 據(jù)美國的統(tǒng)計，在所有的結(jié)構(gòu)破壞中，鋼筋腐蝕破壞約占55%。美國每年用于鋼筋混凝土腐 蝕的修復(fù)費達2500億美元，加拿大的全部修復(fù)費要超過5000億美元，我國每年的腐蝕損失 也達1800~3600億元。
[0003] 鋼筋混凝土工程的銹蝕主要發(fā)生在兩個階段：一是在混凝土澆筑前，由于鋼筋暴 露于室外，受雨水及天氣影響，很容易產(chǎn)生大面積銹斑；二是在混凝土澆筑后，由于各種原 因?qū)е落摻罨炷林械匿摻钿P蝕。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中采用的防銹措施主要有；在鋼筋表面直接刷涂防銹涂料，在在混凝土 表面涂覆防銹涂料，以及在混凝土原料中摻入防銹材料等。如申請?zhí)枮?01410275357. 0、 名稱為"一種滲透結(jié)晶涂料及其在提高鋼纖維混凝土防腐蝕性能中的應(yīng)用"（公開號 CN104058684 A，公開日2014年9月24日）的中國發(fā)明專利申請，公開了一種由活性組分、 反應(yīng)助劑、反應(yīng)促進劑、骨架材料和水泥制成的水泥基滲透結(jié)晶涂料。該涂料涂覆在混凝 土表面后，通過化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)在鋼纖維混凝土內(nèi)部孔隙和裂縫中生成不溶性的枝蔓狀結(jié)晶 體，堵塞內(nèi)部孔隙，封閉毛細孔通道，從而希望混凝土能夠防止各種化學(xué)侵蝕物質(zhì)的侵入， 達到防腐防銹的目的。但是這種防銹涂料的作用受制于涂料的滲透性能和混凝土的狀態(tài)； 而且需要大面積涂覆，成本高。另外，由于澆筑混凝土之前，鋼筋已經(jīng)暴露在空氣中的時間 較長，大量的銹蝕已經(jīng)發(fā)生。因此，建筑防銹措施中最有效和性價比最高的方法就是在鋼筋 表面直接涂刷防銹涂料。
[0005] 但是現(xiàn)有技術(shù)中的一些金屬防銹涂料并不適用于混凝土鋼筋。如公開號CN 102993797 A(公開日2013年3月27日）、名稱為"一種耐堿耐油金屬防銹涂料及其制備方 法"的中國發(fā)明專利申請公開了一種成分復(fù)雜的金屬防銹涂料，其原料組成為：鋅粉、丙二 醇苯醚、己二酸二異丙酯、2, 2, 4-三甲基1，3-戊二醇單異丁酸酯、防沉降劑3300S、流平劑 BYK-300、聚丙烯酸鈉鹽SN-5000、氫氧化鎂、分散劑LBD-1、LBCB-I觸變潤滑劑、磷酸鋅粉、 三聚磷酸鋁、改性納米凹凸棒土、改性水溶性納米級硅溶膠，以及純丙烯酸乳液、環(huán)氧乳液、 肌醇六磷酸酯、雙環(huán)戊烯基乙氧基甲基丙烯酸酯、重烷基苯磺酸鹽、丙二醇、聚丙烯酰銨、 2_氨基-2-甲基-1-丙醇。又比如公開號CN 103627235A(公開日2014年3月12日）、 名稱為"一種丙烯酸防銹涂料"的中國發(fā)明專利申請公開的一種含有丙烯酸樹脂，醋酸纖維 素，環(huán)氧樹脂，氧化鈰，聚四氟乙烯，氧化鐵紅等原料的涂料。上述涂料在金屬表面形成一層 超強柔韌的膜，盡管具有硬度高，耐鹽霧、耐鹽水、耐酸堿、耐水、耐油等優(yōu)點，但是都會嚴(yán)重 降低鋼筋握裹力，易造成鋼筋與混凝土界面分離，影響鋼筋混凝土的耐久性。如果應(yīng)用在混 凝土中的鋼筋防銹，必須采用等高肋鋼筋才能提升鋼筋的握裹力。而且原料中的環(huán)氧樹脂 也使涂料的價格居高不下。
[0006] 如何在防銹的同時不影響鋼筋握裹力，現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)了有益的探索。如申請?zhí)枮?201110304102. 9、名稱為"建筑鋼筋改性聚酯防銹涂料及施工方法"的中國發(fā)明專利申請公 開了一種防銹涂料，由質(zhì)量份配比為30~50 : 25~40 : 25~45的混合料、高分子聚酯 乳液和水組成，其中混合料由硅酸鹽水泥和硅粉組成（質(zhì)量份配比為80~100 : 0~20)。 該發(fā)明的改性聚酯防銹涂料能夠保護鋼筋在野外環(huán)境中放置6個月不出現(xiàn)銹斑，并可使混 凝土與鋼筋握裹力提高15%~35%。但實際運用中發(fā)現(xiàn)該涂料防銹效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對上述問題，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂 料。本發(fā)明通過改善鋼筋、涂料、水泥三相界面，使界面兼具聚合物涂料的柔性與水泥的剛 性，從而使握裹力與防銹性能達到整體的最大化。本發(fā)明提供的所述水泥基涂料兼顧耐久 性、經(jīng)濟性和環(huán)保性，可以滿足建設(shè)工程的需要。
[0008] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0009] -種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料，由水泥、阻銹劑、流平劑、緩凝劑、乙 烯-醋酸乙烯共聚物和水組成，以水泥質(zhì)量為基準(zhǔn)，各組分的重量百分比為：
[0010] 水泥100 %，阻銹劑2~3 %，流平劑0. 5~1 %，緩凝劑0~0. 2 %，乙烯-醋酸乙 烯共聚物10~25%，水40~60%。
[0011] 優(yōu)選的，以水泥質(zhì)量為基準(zhǔn)，各組分的重量百分比為：
[0012] 水泥100 %，阻銹劑2~3 %，流平劑0. 5~0. 9 %，緩凝劑0. 1~0. 2 %，乙烯-醋 酸乙烯共聚物10~20%，水40~55%。
[0013] 進一步優(yōu)選的，以水泥質(zhì)量為基準(zhǔn)，各組分的重量百分比為：
[0014] 水泥100 %，阻銹劑2~3 %，流平劑0. 5~0. 9 %，緩凝劑0. 1~0. 2 %，乙烯-醋 酸乙烯共聚物10~15%，水42~50%。
[0015] 最優(yōu)選的，以水泥質(zhì)量為基準(zhǔn)，各組分的重量百分比為：
[0016] 水泥100 %，阻銹劑2~3 %，流平劑0. 73~0. 9 %，緩凝劑0. 1~0. 2 %，乙烯-醋 酸乙烯共聚物13. 6~15%，水42~46. 7%。
[0017] 優(yōu)選的，所述的水泥選自普通娃酸鹽水泥、娃酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥和 硫鋁酸鹽水泥中的一種。
[0018] 更優(yōu)選的，所述水泥選自強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥。
[0019] 優(yōu)選的，所述的阻銹劑選自摻入型JK-H2O復(fù)合氨基醇、RI鋼筋阻銹劑、COR防腐阻 銹劑、乙酸鈣和苯甲酸鈉中的一種。
[0020] 更優(yōu)選的，所述阻銹劑為RI鋼筋阻銹劑。
[0021] 優(yōu)選的，所述流平劑選自萘系粉末減水劑和聚羧酸中的一種。
[0022] 更優(yōu)選的，所述流平劑為萘系粉末減水劑。
[0023] 優(yōu)選的，所述緩凝劑選自糖蜜緩凝劑、羥基羧酸及其鹽類緩凝劑和木質(zhì)素磺酸鹽 類緩凝劑中的一種。
[0024] 更優(yōu)選的，所述緩凝劑為羥基羧酸及其鹽類緩凝劑和木質(zhì)素磺酸鹽類緩凝劑中的 一種。
[0025] 本發(fā)明的另一個目的在于提供所述用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料的制備方 法，包括將所述的各組分按重量配比混合，即得。
[0026] 優(yōu)選的，所述制備方法包括以下具體步驟：
[0027] I.按照所述重量配比準(zhǔn)備各組分；
[0028] II.將所述流平劑和水按比例混合均勻；
[0029] III.加入所述乙烯-乙酸乙烯共聚物，攪拌，得到均勻的乳液；
[0030] IV.將所述水泥和所述阻銹劑加入到步驟III得到的乳液中，攪拌1~2分鐘后， 加入所述緩凝劑，快速攪拌10~15分鐘，即得。
[0031] 本發(fā)明還有一個目的在于提供所述水泥基涂料在混凝土鋼筋防銹上的應(yīng)用。
[0032] 本發(fā)明所述應(yīng)用，具體包括如下步驟：
[0033] I.用鋼絲刷將鋼筋表面刷凈，不得有銹肩和油污；
[0034] II.將所述水泥基涂料一次性或分多次涂刷在鋼筋表面，涂層總厚度為0. 25~ 0. 3mm ；
[0035] III.將鋼筋放置在陰涼處養(yǎng)護后，用于建筑施工。
[0036] 為了除凈鋼筋表面的銹肩和油污，在用鋼絲刷之后，還可以用丙酮檫洗鋼筋。
[0037] 與現(xiàn)有技術(shù)相較，本發(fā)明提供的水泥基涂料的綜合性能優(yōu)越。
[0038] 首先，本發(fā)明所述的水泥基防銹涂料防銹性能優(yōu)異。涂覆本發(fā)明的防銹涂料的鋼 筋，在鹽水浸泡長達3個月時仍不會生銹（鹽水中由于氯離子的存在，會加快金屬的銹蝕）。 而且涂覆本發(fā)明的涂料后的鋼筋握裹力基本沒有下降，在優(yōu)選的實施例中（如實施例2和 3)，鋼筋的握裹力還得到了一定程度的提升。
[0039] 其次，本發(fā)明所述的水泥基涂料，原料價廉、經(jīng)濟、環(huán)保。
[0040] 另外，本發(fā)明所述的水泥基涂料最長工作時間可達到2小時，完全能夠滿足大規(guī) 模施工的需要。
【具體實施方式】
[0041] 以下參照具體的實施例來說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，這些實施例僅 用于說明本發(fā)明，其不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0042] 下述實施例中的實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的藥 材原料、試劑材料等，如無特殊說明，均為市售購買產(chǎn)品。
[0043] 實施例1 一種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料
[0044] 原料組成為：
[0045] 強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥Ikg (100% )，RI鋼筋阻銹劑20g (2% )，乙 烯-醋酸乙烯共聚物200g (20 % )，萘系粉末減水劑9g (0. 9 % )，木質(zhì)素磺酸鈉2g (0. 2 % )， 水 550g(55% )。
[0046] 通過如下方法制備：
[0047] I.按照配方準(zhǔn)備上述各種原料；
[0048] II.攪拌機開啟自動模式，加入萘系粉末減水劑和水，攪拌2分鐘，使萘系粉末減 水劑和水充分混合；
[0049] III.將乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到攪拌機中，繼續(xù)自動攪拌2分鐘，得到均勻的 乳液；
[0050] IV.將水泥和RI鋼筋阻銹劑加入到步驟III得到的乳液中，自動攪拌1分鐘后加 入木質(zhì)素磺酸鈉，開啟快速攪拌攪拌10分鐘，即得。
[0051] 實施例2-種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料
[0052] 原料組成為：
[0053] 強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥Ikg (100% )，RI鋼筋阻銹劑20g (2% )，乙 烯-醋酸乙烯共聚物150g (15 % )，萘系粉末減水劑IOg (1 % )，木質(zhì)素磺酸鈉2g (0. 2 % )， 水 500g(50% )。
[0054] 制備方法：與實施例1所述的操作和步驟相同。
[0055] 實施例3-種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料
[0056] 原料組成為：
[0057] 強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥Ikg (100 % )，RI鋼筋阻銹劑20g (2 % )，乙烯-醋 酸乙烯共聚物136g(13. 6% )，萘系粉末減水劑10g(l% )，木質(zhì)素磺酸鈉 I. 8g(0. 18% )，水 467g(46. 7% ) 〇
[0058] 制備方法：與實施例1所述的操作和步驟相同。
[0059] 實施例4一種用于混凝土鋼筋防銹的水泥基涂料
[0060] 原料組成為：
[0061] 硅酸鹽水泥Ikg(K)O % )，苯甲酸鈉20g(2 % )，乙烯-醋酸乙烯共聚物 250g (25 % )，聚羧酸 9g (0· 9 % )，羥基羧酸鈉 2g (0· 2 % )，水 400g (40 % )。
[0062] 制備方法：
[0063] I.按照配方準(zhǔn)備上述各種原料；
[0064] II.攪拌機開啟自動模式，加入聚羧酸和水，攪拌2分鐘，使流平劑聚羧酸和水充 分混合；
[0065] III.將乙烯-醋酸乙烯共聚物加入到攪拌機中，繼續(xù)自動攪拌2分鐘，