[其他]嵌入在无机材料中的钢材的缓蚀工艺

说明书

本发明与嵌入在无机材料中的钢材的缓蚀工艺有关，即将一种亚硝酸盐的水溶液，一种水溶性硅酸盐化合物的水溶液，一种水泥混合剂涂敷到上述无机材料的表面，以起到缓蚀作用。

本发明与包埋在含有高浓度氯离子的无机材料中钢材的缓蚀工艺有关。

人们知道，钢材在象混凝土这样的无机材料中所具有的高浓度强碱条件下发生腐蚀是相当困难的。因此，甚至在末经缓蚀处理的情况下，钢材一般也不发生腐蚀。但是，人们也知道，当钢材周围的无机材料含有高浓度氯离子时，即使在非中性、碱性条件下，其腐蚀也相对容易发生。这一现象的机理可解释如下：

在高浓度碱性条件下，钢材的表面上生成了氧化态的γ-Fe₂O₃。这种氧化态的膜减缓了钢材的腐蚀。这种现象称之的钝化。但是，如果混凝土中混入了氯离子，例如氧化物的污染，则钝化膜就会发生破裂。通常，在膜破裂处会使钢材发生局部暴露。结果，被暴露的狭小区域相当于阳极，而其余被钝化膜所覆盖的宽阔区域则相当于阴极，这样，在阳极和阴极之间造成了一个大的电位差。所以，只有阳极（狭小区域）被腐蚀。因此，在钢材表面上的一些点处就形成了所谓的“点蚀”。

由于点蚀的形成，钢材的有效截面积迅速地减少，因此，即使钢材表面上的蚀点很少，也是很危险的。当该蚀点的数目明显增多时，它们就相互连接，结果布满整个钢材表面。

在钢材腐蚀的开始阶段，生成了氢氧化亚铁Fe（OH）₂，氢氧化亚铁Fe（OH）₂是不稳定的，很快就被氧化成铁的氧化物，例如α-FeOOH和Fe₃O₄，它们是铁锈的主要成份。在生成铁锈的过程中，钢材体积膨胀。如钢材增强的无机材料是钢筋混凝土的话，上述膨胀就会受到混凝土的限制。因此，增强钢筋周围的混凝土承受了很大的膨胀压力，从而在钢筋周围的混凝土中沿着钢筋产生了许多裂缝。当这种开裂进一步发展时，钢筋周围的混凝土就会变质。在下一阶段中，钢筋的进一步腐蚀使其本身的局部断裂加剧，从而致使该混凝土最后发生断裂。

氯离子的混入使浇注有钢材的无机材料（以下称钢筋混凝土）受到破坏，其混入原因如下：

（1）使用海沙做为细填料;

（2）混凝土构件装置于海水中;

（3）防冻剂的使用;

（4）使用含有大量氯化物的化学掺合物。

在使用海沙做为细填料的过程中，可以用水洗的方法将盐从沙中除去。然而，事实上完全将盐除去是很困难的。因此，这种方法不经常使用。

具有高浓度氯离子含量的氯化钙过去曾大量地用作混凝土掺合物以加速混凝土的凝固。总的来说，现在减少了对这种氯化物掺合物的使用。但是，过去它已被使用了二十多年之久，而且，含有大量氯离子的钢筋混凝土现在依然存在。

由于混凝土结构在海水中易于持久，所以海洋混凝土结构的数量现在仍在不断增加。但是，这些构件总要暴露在由外部供给的盐中，而盐的渗透是不可阻止的，除非在构件上复盖一种完全不渗水的涂层。

由于阻止盐向钢筋混凝土结构中渗透是很困难的，所以制定一个甚至在盐渗入混凝土构件时也能减缓钢材腐蚀的工艺是很必要的。

日本专利说明书（专利号：937，065，941，253，554，656，和987，505）已揭示出在不可避免地混入了有害量的氯离子的情况下，例如由于使用海沙，可使用混凝土掺合物来减缓钢筋混凝土构件中钢筋的腐蚀。根据这项技术，在JISA6205中已经规定了“钢筋混凝土缓蚀剂”，并对混凝土掺合物的应用效果给予了充分的评价。

在混凝土浇注工序中，这些缓蚀剂已经拌入其它无机材料中使用。按照这种方法，尚未考虑到使用缓蚀剂做为对现存建成的钢筋混凝土构造的一种修复材料（即增强材料）。