[发明专利]用于增强混凝土的防腐组合物及其使用方法

说明书

本发明主要涉及修复和修补由于埋入其中的钢腐蚀而使其强度下降的混凝土结构。特别是，本发明涉及使位于被消弱的混凝土结构中的钢防止腐蚀的方法，为此，将一种新组合物的溶液施加到混凝土结构的光滑或翻松表面上。

本发明涉及修复和稳定盐污染的增强混凝土结构的方法以及用于该方法的新组合物。

我们都知道，增强混凝土结构(例如：桥、停车场等)是非常易于由常用的氯化物防冻盐腐蚀和剥蚀的。据信，在美国和其它寒冷气候国家的大部分桥由于其结构一部分的增强钢的腐蚀而严重损坏。这种腐蚀是由于反复使用防冻盐造成氯离子浸入混凝土产生的。由此产生的这种腐蚀和剥蚀的机理可解释如下：

在高碱性条件下，增强钢在其上形成一层γ-Fe₂O₃氧化薄膜，它抑制了钢材料的腐蚀，这种钢由此称作已经“钝化”的。但是，当氯离子进入水泥材料时，钝化薄膜被破坏。(例如在水泥停车场结构中，在汽车停泊时将盐污染的冰和雪带至结构，并使污染的冰和雪熔化，将盐浓缩在混凝土结构上。)薄膜的破坏通常局部出现，并暴露钢材。结果，钢表面较小暴露部分作为阳极，仍然由钝化薄膜覆盖的较大部分作为阴极，由此在它们之间形成较大的电势差，并且仅仅(较小部分的)阳极被腐蚀。这样在钢表面以坑的形式出现所谓的“点蚀”。

钢铁材料的有效横截面由于点蚀而减少，因而这些腐蚀是危险的，甚至当点数很小时是如此。当点数增加时，它们相互连通，最终扩展到整个钢材表面上。在腐蚀初始阶段，形成氢氧化铁(Fe(OH)₂)。这种化合物不稳定，立即氧化成氧化铁，例如α-FeOOH和Fe₃O₄，它们是铁锈的主要组份。在铁锈形成过程中，钢铁被膨胀。

如此，在混凝土基体上施加很高的膨胀压，并沿埋入钢筋形成裂纹。当裂纹在混凝土表面进一步扩展时，另外的氯化物溶液到达钢材，加速了腐蚀及混凝土结构的裂开。如果允许继续腐蚀和裂开，金属增强物以及周围的混凝土损坏到这种地步，以致需要除去或替换整个的结构，这是困难的和费用庞大的。

已经建议了各种改善已遭受或易于腐蚀损坏的混凝土结构的方法。例如在损坏的结构上施加低渗透复盖层。在这个例子中，首先完成各严重损坏的混凝土的坑修复。但是大面积的氯化物污染的混凝土仍保留在那里，并且腐蚀和损坏仍然继续存在，尽管已显著地减漫了。这样，这种方法不能满足长时间修复过程的需要。

通常所用的修复技术包括在施加新复盖层之前翻松顶部(例如桥面)，翻松到埋入增强金属元件的内部1.0cm处，除去大部分污染的混凝土，让腐蚀抑制剂浸渍钢增强件周围的混凝土，然后施加新的混凝土复盖层。最好在施加新的复盖层之前完全除去钢增强件周围的混凝土。

但是，直到目前所用的由防腐剂浸渍混凝土的防腐组合物已经稍微限制了它们将防腐剂深深地输送到混凝土基层中的能力。另一个问题是关于均匀地施加这些组合物，当通过例如喷洒处理混凝土表面时，是难于确定喷施器是否均匀施加这些组合物的。

由此，本发明的目的是提供改进的防腐剂组合物及其使用方法，以解决这些问题。

本发明涉及用来防止或延迟混凝土中金属增强件腐蚀扩展的组合物，它包括如下一种溶液，该溶液包含a)一种或多种腐蚀抑制剂，和b)增渗剂，它们选自C₁-C₂₀的醇、葡萄糖酸的碱金属盐、烷基取代苯及它们的混合物，其中增渗剂以有效增加防腐剂进入增强混凝土基体的量存在，优选该组合物还包含一定量的染料化合物，该量足以将混凝土结构上已经施加上述溶液的区域显示出来。在另一优选实施例中，该染料化合物是一种在适当条件(如：阳光)下颜色会逐渐消失的染料。

在其方法方面，本发明涉及用于防止或延迟混凝土中金属增强件腐蚀扩展的方法，该方法包括将上述组合物施加到混凝土上的步骤。在一个优选实施例中，增强混凝土被翻松，以除去污染的混凝土，将本发明的组合物施加到翻松处，然后，将水泥复盖层(优选防腐水泥复盖层)施加到翻松区上。