一種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及建筑材料領域，具體為一種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑和應用。所述阻銹劑組成按重量百分比為：咪唑離子液體5～30%，有機醇5～15%，有機金屬鹽0.3～1.5%，水60～85%。使用時按阻銹劑推薦用量直接加到水中溶解混合即可，同時按組成中水的比例扣減相應混凝土澆注時的用水量，其添加量以每立方米混凝土構(gòu)建物所需要的水泥重量計算。本發(fā)明可有效降低和減緩混凝土中鋼筋的銹蝕，降低氯離子對鋼筋表面鈍化性能的破壞，從而延長氯離子誘發(fā)鋼筋腐蝕的時間。該阻銹劑可廣泛應用于近海、海港碼頭、沿海工業(yè)和民用鋼筋混凝土建筑。
【專利說明】—種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑和應用
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領域，具體為一種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑和應用。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋的銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)性能退化和過早失效的主要原因。鋼筋的腐蝕不僅可造成巨大的經(jīng)濟損失，而且關系到安全、資源的有效利用和環(huán)境保護等問題，甚至給社會帶來負面沖擊。一般情況下，混凝土孔隙液的高堿性使鋼筋表面形成一層致密的鈍化膜，鈍化膜的存在可有效阻止鋼筋的銹蝕。但當pH值因環(huán)境變化降至11.8以下時，鈍化膜將不能保持完整，鋼筋進入活化狀態(tài)而發(fā)生銹蝕。尤其在海洋環(huán)境條件下，鋼筋的腐蝕已成為混凝土結(jié)構(gòu)失效的主要原因。如何解決鋼筋在混凝土中的腐蝕防護問題，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高性能和耐久性是國內(nèi)外亟待解決的技術(shù)難題。
[0003]人們研究開發(fā)了一系列鋼筋防護措施，其中在混凝土澆筑時添加緩蝕劑是重要的防護措施之一，已經(jīng)成為國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)中防止鋼筋銹蝕的有效應用途徑。然而，現(xiàn)用緩蝕劑以亞硝酸鹽和聚磷酸鹽等無機鹽為主，該類陽極型緩蝕劑的防護性能和長期保護效果與添加濃度密切相關，使用過程中若達不到最 低保護濃度要求，還可能促進鋼筋的腐蝕，亞硝酸鹽還具有致癌作用，對海洋環(huán)境會造成很大污染，這樣就使得無機鹽類鋼筋緩蝕劑的應用受到較大限制。因此，研究開發(fā)高效無毒的鋼筋緩蝕劑技術(shù)已成為海洋混凝土工程的迫切需求。
[0004]大量研究表明，富含N，S，P，O和π鍵的有機雜環(huán)類化合物因其能提供或接受電子而在金屬表面形成一層吸附保護膜，從而對金屬起到防護作用，有可能成為替代無機鹽類的阻銹劑。因此，近年來相關研究工作已受到國內(nèi)外的格外重視。咪唑離子液體因其獨特的性能，可以用作電化學反應的介質(zhì)或電解液，也是一類重要的新型綠色有機溶劑。而其所具有的可設計性，又可滿足特定的應用需求。咪唑類離子液體分子中I位和3位上兩個氮原子的高活性決定了其容易在金屬表面上吸附，特別是其具有不同取代基團的衍生物在金屬表面具有較強的吸附能力和大的覆蓋面積，使其可能成為一類高效、環(huán)保的緩蝕劑。既能夠有效降低鋼筋腐蝕速率，又對混凝土本體性能無負面影響的阻銹劑種類較少，傳統(tǒng)阻銹劑的毒性以及對混凝土力學性能的影響，已使得現(xiàn)有阻銹劑不能滿足當前的需要。因此，研究開發(fā)高效、低毒的阻銹劑技術(shù)已成為工程迫切的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有阻銹劑技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提供一種咪唑離子液體、低毒、可有效降低或減緩混凝土中鋼筋銹蝕，降低氯離子對鋼筋表面鈍化性能破壞，從而延長氯離子對鋼筋局部腐蝕誘發(fā)時間，對混凝土本體性能無明顯負面影響的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑和應用。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:[0007]—種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，所述的阻銹劑組成按重量百分比
為:
[0008]
咪唑離子液體5~30%;
有機醇5~15%;
有機金屬鹽0.3~1.5%;
水60~85%。
[0009]按重量百分比計，所述的阻銹劑優(yōu)選組成為:
[0010]
咪唑離子液體 15~20%;
有機醇8~10%;
有機金屬鹽0.5~1.0%;
水70~75%。
[0011]所述的咪唑離子液體是將硫酸二乙脂逐滴加入到等物質(zhì)的量的1-甲基咪唑的甲苯溶液中，水浴冷卻、氮氣氣氛下操作，保證反應溫度維持在313K以下，形成的離子液體使溶液有澄清變渾濁，然后分成離子液體和甲苯兩相；硫酸二乙脂全部加入后，將反應液于室溫下攪拌I~3小時；靜置后分離離子液體相與溶劑甲苯相，倒出上層有機層，將下層離子液體相用甲苯洗2~4次；在348K條件下，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上減壓蒸餾20~40min，清除殘余甲苯，最后在353K溫度下，在真空干燥箱內(nèi)干燥20~30h后制得無色透明液體，即得目標產(chǎn)物咪唑離子液體。
[0012]所述的有機醇為甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、異戊二醇中的一種或兩種以上的混合物。
[0013]所述的有機金屬鹽為山梨酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、醋酸鋅、葡萄糖酸鋅和二烷基二硫代磷酸鋅中的一種。
[0014]所述的咪唑離子液體是硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑離子液體，其結(jié)構(gòu)式:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，所述的阻銹劑組成按重量百分比為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，按重量百分比計，所述的阻銹劑優(yōu)選組成為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，所述的咪唑離子液體是將硫酸二乙脂逐滴加入到等物質(zhì)的量的1-甲基咪唑的甲苯溶液中，水浴冷卻、氮氣氣氛下操作，保證反應溫度維持在313K以下，形成的離子液體使溶液有澄清變渾濁，然后分成離子液體和甲苯兩相；硫酸二乙脂全部加入后，將反應液于室溫下攪拌1~3小時；靜置后分離離子液體相與溶劑甲苯相，倒出上層有機層，將下層離子液體相用甲苯洗2~4次；在348K條件下，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上減壓蒸餾20~40min，清除殘余甲苯，最后在353K溫度下，在真空干燥箱內(nèi)干燥20~30h后制得無色透明液體，即得目標產(chǎn)物咪唑離子液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，所述的有機醇為甲醇、乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙醇、丙二醇、丙三醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、異戊二醇中的一種或兩種以上的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，所述的有機金屬鹽為山梨酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、硬脂酸鋇、硬脂酸鋅、醋酸鋅、葡萄糖酸鋅和二烷基二硫代磷酸鋅中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑，其特征在于，所述的咪唑離子液體是硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑離子液體，其結(jié)構(gòu)式:
7.—種權(quán)利要求1所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑的應用，其特征在于，使用時，按阻銹劑的添加量直接加到水中溶解混合即可，同時按組成中水的比例扣減相應混凝土澆注時的用水量，阻銹劑的添加量以每立方米混凝土構(gòu)建物所需要水泥重量的1~5%計算。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的摻入型咪唑離子液體混凝土鋼筋阻銹劑的應用，其特征在于，使用所述阻銹劑有效降低和減緩混凝土中鋼筋的銹蝕，降低氯離子對鋼筋表面鈍化性能的破壞，從而延長氯離子誘發(fā)鋼筋腐蝕的時間；該阻銹劑廣泛應用于近海、海港碼頭、沿海工業(yè)或民用鋼筋 混凝土建筑。
【文檔編號】C04B103/60GK103755200SQ201410053686
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】周欣, 吳國璽, 陳韌 申請人:遼寧科技學院