一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂及其制备方法与流程

本发明涉及混凝土，具体为一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂及其制备方法。

背景技术：

1、以混凝土为代表的水泥基复合材料，在工程实际应用过程中，经常由于混凝土耐久性不足而被破坏，包括冻融侵蚀，氯离子侵蚀，硫酸盐侵蚀和碳化等。这些破坏基本都涉及“化学反应-微观结构变化-力学破坏”等多方面的破坏机理，甚至在某些严酷环境中会历经多因素耦合的侵蚀情况。在众多的侵蚀破坏问题中，硫酸盐侵蚀由于其复杂的破坏机理与形式，受到各界广泛关注。一般来说，混凝土的硫酸盐侵蚀包括由于硫酸盐的物理结晶破坏和通过化学反应生成侵蚀性产物的化学破坏。其中，导致化学破坏中的侵蚀性产物包括钙矾石，石膏，碳硫硅钙石等；这些众多种类的侵蚀性产物加大了硫酸盐侵蚀的研究难度。

2、我国海岸线绵长，盐碱、盐湖地域较多，这些地域硫酸盐含量普遍较高，硫酸盐对混凝土结构工程的侵蚀尤为严重，许多电站、大坝、隧道、公路、海港以及机场等工程在没有达到预期的设计使用寿命前就发生了膨胀、开裂、失效等破坏。此外，混凝土结构或构件在其服役期间还受到的其他环境因素作用，如：环境温度、相对湿度、干湿循环、各种荷载、冻融循环等，这些因素对混凝土的作用可能是一种或几种的相互叠加，容易对建筑物的地基以及建筑物底部混凝土构件产生较大的侵蚀，影响混凝土构件的稳定性与安全性，对人身财产安全产生威胁。

3、提高水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力已经成为混凝土耐久性设计中的重要内容之一。目前，水泥混凝土的抗硫酸盐类侵蚀可以从以下几种方向考虑：

4、1)合理设计混凝土配合比及采用恰当的养护工艺。但缺点是抗硫酸盐侵蚀效果不佳；

5、2)使用特种水泥-抗硫酸盐水泥。虽然采用抗硫酸盐水泥制备的水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀效果良好，但抗硫酸盐水泥生产厂家少，货源紧缺，且运输费用较高，工程造价高；

6、3)在混凝土易遭硫酸盐腐蚀的区域进行涂层防护。采用这种方法的缺点是防护成本较高，且大多涂层为有机化合物，抗紫外线和耐老化性能不好，容易脱落从而未能达到防护目的。

7、近年来市场上也有少量类似混凝土防腐剂的产品，有的材料组成较多，制作工艺复杂，以及使用条件苛刻，成本较高；有的早期抗硫酸盐侵蚀效果好，后期效果达不到要求。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能的防腐剂及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种技术方案：

3、一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，以重量份数计，所述抗硫酸盐侵蚀的防腐剂的制备原料包括：

4、

5、进一步地，所述抑制剂的制备原料包括聚乙二醇磷酸酯和山梨醇。

6、进一步地，以重量份数计，所述抑制剂的制备原料包括：

7、

8、进一步地，制备抑制剂的步骤包括：

9、将所述聚乙二醇磷酸酯、所述山梨醇、所述阻聚剂加热至50～60℃，得到混合液；

10、向所述混合液中加入不饱和羧酸和催化剂，升温到90～140℃进行酯化反应4～6h，反应结束后即得所述抑制剂。

11、进一步地，所述不饱和羧酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸。

12、进一步地，所述密实组分包括矿粉、粉煤灰、硅灰中的至少一种。

13、进一步地，所述膨胀剂包括硫铝酸盐微膨胀剂。

14、进一步地，所述离子固化剂包括钡盐。

15、进一步地，所述防腐助剂包括亚硝酸钙。

16、本发明还提供一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂的制备方法，包括步骤：

17、将所述密实组分、所述膨胀剂、所述离子固化剂、所述防腐助剂及所述抑制剂复配，即得所述抗硫酸盐侵蚀的防腐剂。

18、本发明的有益效果：

19、本发明制备的抗硫酸盐侵蚀防腐剂具有超强的抗硫酸盐侵蚀性能，在混凝土中掺加该抗侵蚀剂后，混凝土内部可形成致密的结构，减少混凝土开裂。本发明比传统方法使用抗硫酸盐水泥单方混凝土成本低，抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子渗透能力明显提高，具有较高的经济和社会效益。

20、本发明通过对山梨醇和聚乙二醇磷酸酯进行改性，制备具有羧酸基团、甲基基团群的抑制剂，使初始生成的钙矾石和硫酸盐晶体颗粒分散不聚集，并通过对金属阳离子占位阻碍腐蚀产物晶格的生长，防止膨胀破坏的产生。

21、本发明采用化学和物理两种方式结合制备具有高性能的抗硫酸盐侵蚀防腐剂，从化学反应层面能够有效抑制结晶腐蚀产物的生成，大大提升了混凝土的防腐蚀能力；从物理层面可以形成钝化膜，阻止钢筋的锈蚀，提高混凝土的密实性，从而提高混凝土抵抗有害物质侵入。

技术特征：

1.一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，以重量份数计，所述抗硫酸盐侵蚀的防腐剂的制备原料包括：

2.根据权利要求1所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述抑制剂的制备原料包括聚乙二醇磷酸酯和山梨醇。

3.根据权利要求2所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，以重量份数计，所述抑制剂的制备原料包括：

4.根据权利要求3所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，制备抑制剂的步骤包括：

5.根据权利要求3所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述不饱和羧酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸。

6.根据权利要求1所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述密实组分包括矿粉、粉煤灰、硅灰中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述膨胀剂包括硫铝酸盐微膨胀剂。

8.根据权利要求1所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述离子固化剂包括钡盐。

9.根据权利要求1所述的抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，其特征在于，所述防腐助剂包括亚硝酸钙。

10.一种如权利要求1～9任意一项所述抗硫酸盐侵蚀的防腐剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

技术总结本发明涉及一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂及其制备方法，一种抗硫酸盐侵蚀的防腐剂，以重量份数计，所述抗硫酸盐侵蚀的防腐剂的制备原料包括：密实组分25‑55份；膨胀剂15‑40份；离子固化剂5‑10份；防腐助剂10‑20份；及抑制剂3‑10份。本发明制备的抗硫酸盐侵蚀抗硫酸盐侵蚀的防腐剂具有超强的抗硫酸盐侵蚀性能，在混凝土中掺加该抗侵蚀剂后，混凝土内部可形成致密的结构，减少混凝土开裂。本发明比传统方法使用抗硫酸盐水泥单方混凝土成本低，抗硫酸盐侵蚀能力和抗氯离子渗透能力明显提高，具有较高的经济和社会效益。技术研发人员：赖华珍,黎晓明,王炀杰,郭元强,方云辉,柯余良,杨浩,安小强,苗东辉,王德彪,李伟腾受保护的技术使用者：科之杰新材料集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2