钢筋阻锈剂

钢筋阻锈剂应用技术与施工指L F ?版权所有：北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司钢筋阻锈剂钢筋阻锈剂，掺入混凝土中以阻止或减缓钢筋锈蚀的外加剂。 钢筋 阻锈剂是指加入混凝土中或涂刷在混凝土表面，能阻止或减缓钢筋腐蚀的 化学物质。一些能改善混凝土对钢筋防护性能的添加剂或外涂保护剂（如 硅灰、硅烷浸渍剂等）不属于钢筋阻锈剂范畴，钢筋阻锈剂必须能直接阻 止或延缓钢筋锈蚀。分类目前市场上的阻锈剂主要有以下几种分类： 1按使用方式和应用对象分掺入型：掺加到混凝土中，主要用于新建工程也可用于修复工程。 渗透型：喷涂于混凝土外表面，主要用于已建工程的修复。2按形态分水剂型：国外产品主要是水剂型。粉剂型：国内产品主要是粉剂型。3按化学成份分无机型：成份主要由无机化学物质组成有机型：成份主要由有机化学物质组成 混合型：由有机和无机化学物质组成4按作用原理分阳极型：混凝土中钢筋腐蚀通常是一个电化学过程。凡能够阻止或减 缓阳极过程的物质被称作阳极型阻锈剂。典型的化学物质有铬酸盐、亚硝 酸盐、钼酸盐等。它们能在钢筋表面形成“钝化膜”。早期常用亚硝酸盐来 做钢筋阻锈剂的主要成份。此类阻锈剂的缺点是在氯离子浓度大到一定程 度时会产生局部腐蚀和加速腐蚀，被称作“危险性”阻锈剂。另外该类阻锈 剂还有致癌、引起碱骨料反应、影响坍落度等劣点，因此现已很少作为阻 锈剂使用。阴极型：通过吸附成膜，能够阻止或减缓阴极过程的物质。如锌酸盐、 某些磷酸盐以及一些有机化合物等。这类物质虽然没有危险性，但单独作 用时，其效能不如阳极型明显。混合型：将阴极型、阳极型、提高电阻型、降低氧化等多种物质合理 搭配而成的综合型阻锈剂。5按产品分类含有亚硝酸盐类的阻锈剂(Calcium Nitrite; Sodium Nitrite , etc.)如 DCI 系列、Postrite系列等含有氨基醇类的阻锈剂 (Aminoalcohols; Dimethylamino-ethanol,九etc. ) 如 MuCis mia 200、 MuCis ad 19L/D 等含有氨基羧酸类阻锈剂(Aminocarboxylates )如MCI2020型、九MCI2006NS 型等含有氨基酯类阻锈剂(Aminoester )如Rheocrete系列九含有有机硅氧烷及特殊抑制剂组合(Silanes and Corrosion Inhibitors)九如 Protectosil CITSA-100系列钢筋阻锈剂检验依据：丫B/T9231 - 98钢筋阻锈剂使用 技术规程SA-100 系列钢筋阻锈剂是一种高效钢筋阻锈剂，掺入混凝土中可以 阻止或延缓钢筋锈蚀，从而延长结构寿命，在国际分类中，属于“掺入型” 该产品适用于普硅和矿渣水泥配制的混凝土，对粉煤灰、矿渣粉、硅灰和 常用的减水剂有较好的相容性。本产品对引气剂有选择性；在259以上使 用时，有明显早强，促凝作用，并有坍落度损失方面的影响，必要时可采 取缓凝措施。它在钢筋表面形成致密的保护层，当有害离子（如cl-）侵入 混凝土结构中，它能有效的抑制、阻止和延缓钢筋锈蚀的电化学反应过程， 从而延长钢筋混凝土结构的使用寿命。SA-100 系列钢筋阻锈剂属于北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司开 发，在全国固定销售人员，无任何授权代理公司，工厂合同制生产，实地 考察后，我司出示合理的产品质量保证文件，施工方案、实验样板得到客 户一致认可后，签订有效合同后，按实际实验材料生产此产品，资料索取 请联系我公司，此技术转让，任何剽窃行为举报者有奖！北京海岩兴业混凝土外加剂有限公司对本产品每批出厂产品均配有 防伪标识,批产品的出厂说明,批产品的性能,批产品的合格证,每批都不同. 每批货可通过网站，通过客户的合格证中的“产品批号”查询真假，并下载 相关施工技术及说明书。查询登陆“百度”或其他搜索引擎输入“海岩兴业”进入官网即可，本文由北京 海岩兴业混凝土外加剂有限公司独家诠释，版权所有：北京海岩兴业混凝 土外加剂有限公司，网址：。SA-100 系列钢筋阻锈剂主要技术指标性能试验项目标准指标实测值防锈性1、盐水浸蚀试验无锈电位0-250mV无锈电位-179mV2、干湿冷热（60次）无锈无锈3、电化学位移试验合格合格对混凝土性能影响试验1、抗压强度不降低125% （对比基准组）2、抗渗性不降低110% （对比基准组）3、初凝时间/min-60+120 （对比基准组）-50 （对比基准组）注：检验依据：YB/T9231 - 98钢筋阻锈剂使用技术规程按钢筋阻锈剂使用技术标准（YB/T9231 - 98 ）和其它设计规范要 求执行。 SA-100 系列钢筋阻锈剂主要用于以氯盐为主的腐蚀环境，如海 工与沿海工程、使用海砂以及有氯盐腐蚀的工业建筑等。混凝土性能指标含气量4%泌水率之比100%凝结时间差（初、终凝）-90+120min抗压强度比100%28d收缩率比135%SA-100 系列钢筋阻锈剂性能检验符合国家行业标准试验项目规定指标1、盐水浸渍项目无锈蚀2、干湿冷热循环试验(60次)无锈蚀(空白明显锈蚀)3、钢筋锈蚀电化学试验无锈蚀SA-100 系列钢筋阻锈剂使用说明1、推荐掺量为：(1 )般工业民用建筑、桥梁等轻微腐蚀环境，推荐掺量建议为4 8 kg/m3。( 2)海港工程、沿海建筑等重度腐蚀环境，推荐掺量建议为 812 g/ m3。 2、将本品与水泥、集料同时加入搅拌机内进行干搅，搅拌均匀 后再加水进行搅拌，并适当延长搅拌时间，确保混凝土搅拌均匀。( 3)、与其它外加剂复合使用时，应先做混凝土试配，以确定其适应 性；不得使用引气型减水剂。配制混凝土所用原料应符合建筑用卵石、 碎石GB/T14685 - 2001和建筑用砂GB/T14684 - 2001。(4 ) SA-100系列钢筋阻锈剂25公斤袋装，储存期一年，如有轻微 吸潮结块可溶于水中使用，在运输、储存过程中应避免雨淋、受潮，阴凉 通风保存，远离易燃易爆物，严禁明火；操作人员宜佩带口罩、橡皮手套。 注意事项1、一般采用干掺法，也可溶于拌合水中(包括部分不溶物)。一定要 搅拌均匀，可适当延长搅拌时间。本品略有减水作用，可在保持原流动度 的情况下适当减水。2、在与其他外加剂共用时，应先行掺加本品，待与水泥（混凝土） 均匀混合后再加入其他外加剂。3、SA-100 系列钢筋阻锈剂在高质量混凝土中才能更有效地发挥作 用，必须遵守相关规范和设计规定，先做混凝土配合比试验，确保混凝土 质量与密实性。4、纳入钢筋阻锈剂的相关规程、规范：工业建筑防腐蚀设计规范、 海工混凝土结构设计规范、盐渍土建筑规程、公路工程外加剂规范 等。碳化造成的锈蚀阳极 混凝土孔隙液作为电解质 阴极氯离子造成的锈蚀阳极 混凝土孔隙液作为电解质 阴极钢筋锈蚀的示意阻锈剂保护膜对阴、阳两极同时进行保护SA-100 系列钢筋阻锈剂应用实例由于钢筋锈蚀引起钢筋混凝土结构物的破坏已经成为世界性问题。造 成钢筋锈蚀的主要原因是氯盐。氯盐一方面来自混凝土原材料，如拌和水、 海砂、防冰盐、盐雾及氯盐 （ 或含氯盐 ） 外加剂等；另一方面来自使用 环境，我国有相当多地下含氯盐环境，除沿海地区外，还有盐碱地、盐湖 地区及盐污染的工业环境等。氯离子能透过混凝土到达钢筋表面，破坏钢 筋表面氧化物钝化膜而使钢筋锈蚀。铁转化成铁锈后，伴有体积的增加，其体积可增大到铁的 6 倍，致 使混凝土保护层随钢筋膨胀而开裂、起鼓、剥落，钢筋完全失去保护，因 此，钢筋的锈蚀速度会更快，锈蚀使钢筋断面受损，降低钢筋自身的力学 性能，特别对处于高应力状态下的高强预应力钢筋，腐蚀敏感性更高，可 能发生突然断裂和造成事故。经过大量的调查研究和经济分析表明，在有氯盐存在的环境中建造钢 筋混凝土构筑物，宜在混凝土中掺加适量的钢筋阻锈剂。 氯离子对钢筋的锈蚀机理在水泥水化过程中生成大量的 Ca(OH) 2 ，使混凝土孔隙中充满饱和 的 Ca(OH) 2 溶液，其 pH 值大于 12 。钢筋在碱性介质中，表面能生 成一层稳定致密的氧化物钝化膜，使钢筋难以锈蚀。但是，当混凝土存在 C1 且 C1 /OH 的摩尔比大于 0.6 时， 即使 pH12 ，钢筋表面的氧化物钝化膜也可能被破坏而遭受锈蚀，这是 由于氯离子在这些条件下可以穿透或活化钢筋表面的氧化物保护膜，从而 创造电化学腐蚀的条件。氯离子穿透或活化氧化物保护膜，会使钢筋各部位的电极电位不同而 形成局部电池，发生电化学反应：Fe+ 2C 1 一 FeCI 2 2 一FeCI 2 2 2e - FeCI 2FeCl 2很容易进入溶液并发生电离：FeCI 2 - Fe 2 + + 2CI 一于是溶液中的Fe 2 +和0H 结合成Fe(OH) 2。Fe (OH) 2又 和溶解在水中的氧作用生成 Fe(OH) 3 ，即：4Fe(0H) 2 +O 2 +2H 2 O - 4Fe(OH) 3而被腐蚀。而 Cl 却可以重新在钢筋表面起作用，周而复始地促使 铁的阳极氧化过程而自身并不消耗。所以氯离子对钢筋的腐蚀作用一旦发 生，就会持续地无休止地进行下去，由此可见其危害性是相当巨大的。另外，氯离子的存在还能造成钢筋表面的局部酸化，降低 pH 值，从 而进一步促进铁的阳极氧化速度；在钢筋内部存在应力或有外界电流作用 时，氯离子将加剧应力或电化学腐蚀。综合上述研究分析结果，氯离子对混凝土中的钢筋有明显的破坏作 用，为防患于未然，必须严格限制钢筋混凝土中的氯离子含量，否则，其 危害作用将会带来严重后果。但是，当混凝土中的氯离子含量或外界渗入 混凝土中的氯离子无法人为控制时，研究和实践证明，在混凝土中掺加阻 锈剂是阻止或减缓钢筋锈蚀最经济最简便而有效的措施。 高性能钢筋阻锈剂的基本组成及其作用机理高性能钢筋阻锈剂是由分散组分、阻锈组分、防腐组分以及其它功能 组分经过合理匹配复合而成。分散组分分散组分为引气型高效减水剂。高效减水作用导致水泥浆体絮凝结构 成为均匀的分散结构，释放出游离水，使混凝土拌合物达到规定稠度的用 水量大大减少，因此硬化混凝土内部毛细孔隙减少，密实度提高，抗渗透 能力显著增强。由于高效减水剂能使水泥颗粒充分湿润，水泥水化充分，水化产物分 布均匀，混凝土内部结构的连续性和均匀性增强，孔径细化，缺陷减少， 从而使氯离子的渗透或扩散作用大大减弱，减缓了造成钢筋锈蚀的可能 性。引气成分吸附到气液界面上以后，表面自由焓降低，即降低了溶 液的表面张力，使混凝土拌合物在搅拌过程中极易产生许多微小的封闭气 泡，气泡直径和间隔系数大多在200pm以下，从而提高了水泥的保水能 力，使混凝土拌合物的泌水性能大为减少。由于气泡的阻隔，使混凝土拌 合物中自由水的蒸发路线变得曲折、细小、分散，因而改变了毛细管的数 量和特性，也使混凝土的抗渗性显著提高，由于气泡有较大的弹性变形能 力，对由、水结冰所产生的冰晶应力有一定的缓冲作用，因而大幅度提高 了混凝土的抗冻融破坏能力，使混凝土内部结构遭受损伤的可能性显著降 低，因此可以避免外界氯离子乘虚而入。阻锈组分阻锈组分为钝化剂和氧化物保护膜修补剂，它能促使钢筋表面产生一 层以Y-Fe 2 O 3或Fe 3 O 4为主要组成的氧化物钝化膜，该膜厚度约 为20?100?，并修补钢筋表面的缺陷，使整个钢筋被一层氧化物钝 化膜所包裹，致密性稳定性很好，能阻止氯离子穿透，降低铁离子的游离 速度，从而达到防锈目的。防腐组分由于钢筋混凝土结构外部的介质首先腐蚀混凝土，然后通过混凝土影 响钢筋。事实上对钢筋而言，混凝土即是决定钢筋性能的一种介质。所以， 提高混凝土自身的防腐能力是确保钢筋免于锈蚀的基本条件。可造成混凝 土腐蚀的外部介质有酸性土壤及土壤或地下水中所含 CO 2 、 HCO 、SO 、 C1 、 Mg 2+ 、NH 等，其中， Cl 直接锈蚀钢筋，其余的 则先腐蚀混凝土，最终导致钢筋锈蚀。在混凝土中掺加防腐剂，能提高混凝土自身的防腐能力，从而减缓对 钢筋的腐蚀。这是由于防腐剂可与有害物质化合成不溶性盐类或络合物， 并借助于扩散作用从混凝土中浸出。另外，防腐剂还能抑制 Cl 的活化 作用或加速 Cl 化合成难溶的水合氯铝酸钙，从而减缓其对钢筋的直接 影响。混凝土中钢筋阻锈剂的应用1 世人注目的钢筋腐蚀危害以往有资料报道，美国腐蚀损失的 40 %与混凝土中钢筋腐蚀相关。 近期，美国腐蚀工程师学会 (NACE) 发布的数据表明，美国每年的总腐蚀 损失已达 3000 亿美元，占国民生产总值 (GDP) 的 4.2 %。另有报道指 明，以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏，其年经济损失达 1500 亿美元 ( 占 总腐蚀损失的50 %、占GDP的2 % )。单就桥梁而言，美国60万座 桥中，已经有 40 %承载力不足，年修复费高达 2000 亿美元。美国技术 评估委员会确认，为维持一座桥， 40 年内总的修复费，已经相当于四座 桥的初建费用 !美国因钢筋腐蚀破坏所造成的损失，已经成为一个重大经济问题，引 起朝野的震惊和高度重视。另外，英国每年基础设施的修复费为 55 亿英 镑，澳大利亚的年腐蚀损失为 250 亿美元，特别指明主要部分是钢筋腐 蚀造成的。欧洲、亚洲、中东等地区，有大量钢筋腐蚀破坏的报道。实际 上，钢筋腐蚀破坏已经成为世界性问题。在混凝土耐久性国际会议上，在 众多影响混凝土耐久性的因素之中，钢筋腐蚀被排在第一位。在经济损失 方面，一些国家也确实吃了大亏。这是我们的一面镜子。引起钢筋腐蚀的因素虽然是多方面的，但就世界大量钢筋混凝土结构 破坏的事例表明，氯盐可称作为主要“元凶”。氯盐主要来源于道路化冰盐 和海洋环境。凡是冬季大量使用化冰盐和海岸线长的国家和地区，以基础 设施为主的钢筋腐蚀破坏就特别突出。我国是海岸线长的国家，内陆还有大范围的盐碱地，更值得注意的是， 我国广大北方地区正在大量使用氯盐作为化冰盐。此外，我国工业建筑中 的钢筋腐蚀比国外明显严重。基础设施是国家的经济命脉，又与人民生活 休戚相关。在我国，以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏，已经造成很大的危 害，而未来潜在的威胁更是不可低估的。就“撒盐”的危害而言，我国北方 地区，一方面“撒盐”逐年大幅度增加，另一方面又不采取防护措施，以北 京为例， 1991 年撤盐 400 吨， 2001 年撒盐约 3000 吨，但桥梁设计 规范中却没有防盐腐蚀措施的规定。使用不满 20 年的西直门立交桥，钢 筋腐蚀破坏严重 （ 已重建 ） ，东直门桥钢筋腐蚀明显 （ 已修复加固 ） ， 三元桥等也有钢筋腐蚀迹象。据悉，天津等市内立交桥也有同类情况发生。 就海洋环境腐蚀而言，我国的海港码头、滨海设施、水工工程，更是有大 量钢筋腐蚀破坏的事例，大多达不到设计寿命的要求。大量修复工程已经 或正在进行，可惜没有经济损失的统计数据。参照国外资料，按占 GDP 的 12 %计算，我国与钢筋腐蚀有关的经济损失（2000年计），约为 9001800亿元（此推算数据仅供参考），这应该是个惊人的数字。 我国正在进行大规模的基础设施建设，在钢筋腐蚀危害方面，我们自己的 经验教训应该认真总结，国外的经验教训更值得认真吸取，避免重走“吃大 亏”的老路。对于以基础设施为主的钢筋腐蚀破坏，美国在总结经验教训的基础 上，提出了“以防为主”的战略，即在腐蚀环境中的建设工程，必须采取防 腐蚀措施。另外，在工程建设中，全面实施“全寿命经济分析”法，一方面 明确“寿命期”内的经济责任，另一方面在保证设计寿命的基础上，初建费 加维护费要做到技术、经济合理 （ 用四座桥的费用维护一座桥显然是极不 合理的 ） 。“全寿命经济分析”法曾有如以下例举：氯盐环境，钢筋混凝土 桥设计寿命为 40 年，采用加钢筋阻锈剂作为预先防护措施，其附加费用 为每平米 5 40 美元。若前期不采取防护措施，则 15 年开始修复， 寿命周期40年内累积费用达每平米为108161美元（20多倍）。 可见主张前期采取防护措施，具有十分重大的意义和长远的经济效益。为保证工程质量和结构物的耐久性，我国发布了建设工程质量管理 条例 （ 即国务院 279 号令 ） 。规定设计单位要“注名工程合理使用年 限”，工程承包单位，对于基础设施的保修期限为“该工程的合理使用年限”。 我国首次用政令确立工程质量与使用寿命的“责任制”。其意义是重大而深 远的。势必也对钢筋腐蚀危害的治理起到巨大推动作用。 防止钢筋腐蚀的技术措施可归纳为两大类。其一是提高混凝土自身的防护能力，如高性能混凝 土；其二被称作“附加措施”，主要包括：混凝土外涂层、特种钢筋 （ 如环 氧涂层钢筋、不锈钢钢筋等 ） 、阴极保护及钢筋阻锈剂。作为耐久性措施， 美国混凝土学会 （ACI） 确认，涂层以外的上述三种措施，能达到长期有效 的防护目的。此三种措施各有特点与利弊，而在提高混凝土密实性的基础 上，掺用钢筋阻锈剂，是最通常使用的方法，而且是最简单、经济和效果 好的技术措施。因此，钢筋阻锈剂的研究与工程应用，得到了十分迅速的 发展。有统计表明， 1993 年，全世界约有 2000 万 m 3 的混凝土使用 了钢筋阻锈剂，而到了 1998 年，至少有 5 亿 m 3 的混凝土使用了钢筋 阻锈剂 （5 年增长 20 多倍 !） ，可见发展趋势之迅猛。以下介绍钢筋阻 锈剂的性能、工程应用等情况