[发明专利]一种生物核酸阻锈剂以及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料防腐技术领域，具体是一种新型生物高分子核酸钢筋阻锈剂及其制备方法和应用。

背景技术

钢筋混凝土作为一种结构材料，被广泛使用于道路、建筑、堤坝等结构当中。影响钢筋混凝土耐久性的因素有很多，其中钢筋在混凝土中的腐蚀破坏是首要因素，尤其是在海洋环境和撒除冰盐的混凝土结构中钢筋很容易遭受氯盐侵蚀，受侵蚀后的混凝土结构耐久性和使用寿命都将大大降低。随着氯离子不断迁移到结构内部，使得许多混凝土结构中的钢筋在较短时问内锈蚀甚至引起混凝土结构顺筋开裂，不仅危害结构安全，也带来了巨大的经济损失，所以从经济和安全的双重角度考虑，减缓甚至消除混凝土中的钢筋锈蚀便显得尤为重要。

混凝土中钢筋锈蚀的防护方法有很多，如通过改善自身材料和结构，使用耐蚀钢筋、阴极保护法、混凝土再碱化、钢筋涂层和钢筋阻锈剂等方法。其中，阻锈剂因其施工简单、经济且能够起到对钢筋的长期保护作用而被广泛应用在工程实际中。传统的阻锈剂往往具有一定的局限性。以亚硝酸盐为代表的无机阻锈剂，在短期内具有一定的阻锈效果，但长期效果不佳，且具有很大的生物毒性，目前被大部分国家禁用。以胺类、醛类为代表的有机阻锈剂大部分为吸附型阻锈剂，一般使用需要浓度较大，故阻锈效果受到一定的限制。为增强钢筋阻锈剂的使用效果，科研工作者研制了大量的混合型阻锈剂，阻锈效果好且毒性低，但是合成方法困难，合成过程复杂。所以，寻找到这种阻锈效果良好，作用时间长，合成方法简单，无毒的生物型高分子阻锈剂具有重要的意义和广阔的研究前景。

发明内容

发明目的：为了解决上述技术问题，本发明提供一种阻锈效果良好，作用时间长，生产方法简单且无毒的生物型核酸钢筋阻锈剂。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明公开了一种生物核酸阻锈剂，包括溶剂和溶解在其中的脱氧核糖核酸，所述溶剂为水或者溶液。

作为优选，所述脱氧核糖核酸为长度10～10000碱基的脱氧核糖核酸或者其混合物。

作为另一种优选，所述脱氧核糖核酸的结构为线状结构、环状结构、单链结构、双链结构或者单双链混合结构。

作为另一种优选，所述脱氧核糖核酸是由四种碱基包括鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)按顺序构成，其具有特定的碱基序列或者是多种碱基序列的混合物。

作为另一种优选，所述脱氧核糖核酸的浓度为0.1mg/L～50mg/L。

作为另一种优选，所述溶液是由Tris-Cl和EDTA组成的缓冲液或者为其他能够溶解核酸的溶液或缓冲液。

进一步优选，所述由Tris-Cl和EDTA组成的缓冲液中，Tris-Cl浓度为10mM，EDTA浓度为1mM。

本发明还提供了所述生物核酸阻锈剂的制备方法，包括以下步骤：将脱氧核糖核酸作为溶质，将其溶解在水或者溶液中，混合并搅拌均匀，即得。

最后本发明还提供了所述生物核酸阻锈剂在阻止混凝土钢筋腐蚀中的应用。

作为优选，使用时，将所述生物核酸阻锈剂直接涂覆于钢筋表面或在混凝土拌合时，以外加剂的形式掺入其中。

本发明的基本原理：根据混凝土中钢筋的腐蚀机理和阻锈剂的作用机理，不同的阻锈剂可以在钢筋的表面形成不同的覆盖膜，进而通过抑致钢筋腐蚀电化学反应的阳极反应或阴极反应，使腐蚀得到控制。本发明中，在腐蚀前期，由于核酸阻锈剂中的磷酸根的强供电子能力与Fe的d空轨道结合成键，能够在钢筋表明形成一层牢固的薄膜而抑致钢筋电极的腐蚀，所以阻锈剂偏重于抑致电极腐蚀的阴极反应。而在腐蚀后期，随着腐蚀的不断进行，阻锈剂不断被消耗，覆盖在钢筋表面的薄膜不断被破坏，使得阻锈剂只能重点吸附在钢筋电极反应较活跃的地方，主要起到抑致电化学反应的阳极反应过程。本发明充分利用了核酸骨架上的串联重复磷酸根与钢筋表面Fe的良好协同效应，使钢筋表面形成一层致密的核酸膜，而该核酸膜由于含有大量磷酸根负离子，从而有效阻止阴离子如氯离子渗透到钢筋表面，提高钢筋的耐蚀性和混凝土的综合抗腐蚀能力，能够延长建筑物的使用年限，具有显著的经济效益和社会效益。