[发明专利]存在于具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面的硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制有效

专利信息
申请号: 202080022402.5 申请日: 2020-04-03
公开(公告)号: CN113614054B 公开(公告)日: 2023-10-24
发明(设计)人: 朱塞佩·希历弗;沃尔弗拉姆·弗兰克;尼考劳斯·N·斯塔夫罗莱基斯 申请(专利权)人: 雅苒国际集团
主分类号: C04B41/65 分类号: C04B41/65;C23F11/18
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 李新红
地址: 挪威*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 在于 具有 暴露 氯化物 侵入 一个 表面 硬化 混凝土结构 中的 金属 增强 腐蚀 抑制
【说明书】:

本公开涉及用于存在于具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面的硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀抑制以及任选的恢复的方法,该方法包括将碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或其混合物施用在一个或多个所述表面上的步骤。本公开还涉及碱金属硝酸盐水溶液、碱土金属硝酸盐水溶液、硝酸锌水溶液、硝酸铝水溶液、硝酸铵水溶液或其混合物通过被施用在包括暴露于氯化物侵入的金属增强体的硬化混凝土结构的一个或多个表面上而作为腐蚀抑制剂的用途。本公开还涉及用于抑制存在于硬化混凝土结构中的金属增强体的腐蚀的腐蚀抑制性组合物,该硬化混凝土结构具有暴露于氯化物侵入的一个或多个表面。

技术领域

本公开涉及存在于具有暴露于氯化物侵入(包括对金属增强体的腐蚀)的一个或多个表面的硬化(也称为凝固)混凝土结构比如建筑物、桥梁、道路等(在下文中称为“增强混凝土结构”)中的金属增强体的腐蚀抑制。腐蚀抑制剂被定义为“在浓度下且在侵蚀性环境中,抑制、防止或最小化腐蚀的物质或混合物”。

背景技术

为了结构目的的混凝土结构比如建筑物、桥梁、道路等由硬化混凝土制成,并且通常在它们的核心具有金属增强体以增强硬化混凝土并且保持凝固混凝土受压缩。混凝土在压缩下牢固,但是具有弱的拉伸强度。这些金属增强体的最常见形式是钢筋(rebar)(钢筋(reinforcing bar)的简称)和丝网。其他类型的金属增强体是网格、主梁、槽形梁等。金属可以是铁和钢的形式。钢筋显著提高混凝土结构体的拉伸强度。

氯化物攻击对钢筋混凝土结构造成明显的威胁,尤其是对于在海洋环境中的结构体或者可能暴露于高浓度盐的结构体。氯化物攻击的净结果是对金属增强体的腐蚀,这导致混凝土结构的破裂和剥落,并且在一些情况下因为混凝土的负荷承载能力受到损害而导致灾难性的结构破坏。

攻击模式来源于水分携带的、通过毛细管作用经由其孔隙和微孔被吸收到混凝土中的盐和其他腐蚀性物质。一旦被吸收,这些物质就起到降低混凝土的pH值的作用,从而消除其钝化氧化物层,否则所述钝化氧化物层将会提供对钢筋的保护。随着氯离子与钢和周围钝化材料相遇而产生形成盐酸的化学过程,发生腐蚀。盐酸在钢筋处进行侵蚀。

在冬季,桥梁、公路、停车场、人行道等的混凝土暴露于盐,比如氯化钙和氯化钠,这些盐用于抵消雪和冰的不期望积聚。尽管这些氯化物盐在对这样的钢筋混凝土结构的混凝土表面进行除冰方面是有益的,但是它们最通常地使所形成的氯化物溶液迁移到其暴露表面中。暴露表面可以是水平的以及垂直的(比如墙壁和柱子)。另外,与钢筋混凝土结构体接触的含盐的海水可能侵入到混凝土孔隙中。

一种已知的用于存在于混凝土结构内部的金属增强体的腐蚀抑制的方法是施用亚硝酸钙。

例如,在US 6,810,634中,公开了一种使用亚硝酸钙控制含有金属块或结构体的水硬水泥中的腐蚀的方法。该方法包括将至少一种能够螯合氯离子的化合物引入到含有金属元素的新拌混凝土中。

在US 4,605,572中,描述了一种用于抑制嵌入无机材料比如混凝土中的现存钢材料的腐蚀的方法。该方法包括将无机盐比如亚硝酸钙的水溶液施用到无机材料的表面的步骤。

然而,亚硝酸钙的缺点是其对于环境是有毒的,因为其可以被雨水冲刷,或者被水侵入。亚硝酸钙对于处理它的工作人员也是有毒的,因此导致健康风险。最后一个缺点是亚硝酸钙使用昂贵。

本公开的目的是通过以下方式抑制包含增强体的混凝土的腐蚀:使用对环境和处理液体的工作人员的健康无害以及应用成本更低的液体,浸渗暴露于造成金属增强体腐蚀的氯化物侵入的钢筋混凝土结构的一个或多个表面。

概述

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