YJ-501复合型防腐阻锈剂

  YJ系列复合型防腐阻锈剂（简称“YJ阻锈剂”）是由中冶集团建筑研究总院研制生产的具有多功能的复合型混凝土外加剂。 该系列产品克服了单-型中锈剂的不足， 对于产生钢筋锈蚀的阴极和阳极反应均有良好抑制作用，可以阻止或延缓钢筋锈蚀，从而达到提高混凝土耐久性，延长结构使用寿命的目的。 在国际分类中，属于“掺入型”（DCI），是目前国内外主要研究和发展方向。钢筋阻锈剂作为提高钢筋混凝土结构耐久性的有效措施之-， 已为国人所认同， 纳入钢筋阻锈剂内容的规范有： 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB5006-95)、《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、（JTJ275-2000）、《盐泽土建筑规范》、《公路外加剂规范》等。 该系列产品适用于常规水泥和大部分特种水泥配制的混凝土，  且对于粉煤灰、矿渣粉、硅粉等掺合料及常用的减水剂有较好的相容性。

YJ系列复合型防腐阻锈剂产品型号 

 

产品型号	外观
YJ-501	灰色粉末
YJ-502	褐色液体
YJ-503	灰色粉末
YJ-504	褐色液体/灰色粉末
YJ-505	液体
YJ-601	灰色粉末

 

阻锈性能指标

 

试验项目	标准指标	检测指标
		YJ-501	YJ-502	YJ-503
盐水浸渍	（无锈蚀）电位：0~-250mV	（无锈蚀）-100~-200mV	（无锈蚀）-160~-230mV	（无锈蚀）-120~-220mV
电化学终合试验	合格	合格	合格	合格
干湿冷热循环（60次）	无锈蚀	无锈蚀	无锈蚀	无锈蚀
半电池电位试验		依照ASTMC876-91检测阻锈效果显著

 

掺入混凝土中性能指标

 

试验项目	标准指标	检测指标
		YJ-501	YJ-502	YJ-503
抗压强度比（%）	不降低	³105	³100	³100
凝结时间差（min）	-60~+120	-60~+60	-60~+60	-60~+60
抗渗性	不降低	不降低	不降低	不降低

 

匀质性指标

 

试验项目	检测指标
	YJ-501	YJ-502	YJ-503
固含量（%）	³98	³30	³98
PH值	7.0~10.0	7.0~10.0	7.0~10.0
氯离子含量（%）	£0.2	£0.2	£0.2
总碱量%（）	£4.0	£4.0	£4.0

 

应用范围

    适用于《钢筋阻锈剂施工技术规程》(YB/T9231)和其它设计规范规定的有阻锈要求的各类工业与民用建筑混凝土中(如海工与沿海工程、使用海砂以及有氯盐腐蚀的工业建筑、盐碱地区建筑和构筑物)。

参考用量

 

环境类型		掺量（每立方米混凝土）
		YJ-501	YJ-502	YJ-503
轻度腐蚀环境	以氯盐腐蚀为主的工业与民用建筑、已有钢筋混凝土工程的修复。	3~6kg	4~8kg	4~8kg
重度腐蚀环境	海水侵蚀区、潮汐区、浪溅区及海洋大气区、采用化冰（雪）盐的钢筋混凝土桥梁、盐渍土、盐碱地等工程。	6~15kg	8~20kg	8~20kg

 

注：对于不同环境的具体掺量可设计要求或资询本公司技术人员。

施工技术要点及注意事项

1.本系列产品可根据不同的施工要求进行干掺和液体掺加。但干掺时应适当延长混凝土的搅拌时间。采用液体掺加时计量应准确；

2.施工前应做混凝土试配，如对坍落度损失或凝结时间有-定影响时，可以通过调整缓凝剂或减水剂掺量来解决。

3.本系列产品与常用的减水剂有较好的相溶性，但不宜与酸性减水剂混合使用；

4.操作员宜佩戴口罩、手套等必要的防护措施。废料、废液不得随意丢弃。

储存及运输

1在避光、阴凉处保存。YJ-501/YJ-503保存期为-年；YJ-502保存期为6个月；

2.运输及储存过程中，应严防雨淋、浸水；避免阳光直晒；远离易燃易爆物，严禁明火；

3.粉体遇有轻微吸潮结块时，可溶于水中继续使用。

工程应用

    YJ系列复合型防腐阻锈剂能够解决处于氯盐等腐蚀环境下混凝土内钢筋锈蚀问题，延长建筑物的使用寿命，YJ-504阻锈剂并能解决工程施工单位在类似工程施工过程中同时使用泵送剂和阻锈剂而带来的二者之间的适应性和坍落度损失问题。自1986年以来，YJ系列复合型防腐阻锈剂已被广泛应用于冶金、石化、电力、机械、核电、建筑、轻工、海工、市政等领域项目的桩基础等工程中，累计使用量数万吨，配制有防腐阻锈要求的普通和高性能混凝土千余万立方米。

•首钢宝冶建设工程(河北乐亭)、天津北疆电厂工程、盘锦辽滨开发区污水处理厂工程、大连红沿河核电站项目工程、

•中港-航局海南某海军基地码头工程、新疆阿拉尔热电厂工程、江苏龙源风力发电公司项目工程、

•天津滨海新区临港工业区污水处理工程、黑龙江佳木斯市佳东发电厂工程、

•天津滨海新区天碱搬迁项目工程、青岛大炼油项目工程、江苏南通洋口联能风力发电厂工程、

•秦皇岛港哈动力项目工程、秦皇岛港口码头工程、福建石狮山电厂工程、

•塞内加尔国家剧院项目工程等

                              YJ系列复合型防腐阻锈剂作用机理及性能 

 1.钢筋锈蚀的危害：  钢筋混凝土是当今使用量最大的建筑材料。钢筋混凝土结构以廉价、耐久而著称，建筑设计寿命可为40~100年。然而、在-些腐蚀环境中、钢筋混凝土建筑物却达不到设计寿命要求、甚至在数年或十几年内遭受破坏。因此、“耐久性”成为当今建筑结构的重大问题。

     -我国海工工程调查表明，在华南地区7~25年的港口、码头、有89%发生钢筋锈蚀破坏，需要修复；工业建筑调查表明，在腐蚀性明显的环境中，均达不到40年设计使用寿命，甚至在5年内就不得不修复；

        -日本对-批沿海民用建筑物做了调查，其中40.7%受到不同程度的破坏，这些建筑物虽然没有直接与海水接触，但也受到了海风、海雾的影响，说明海洋大气中的盐粒子，也足以影响钢筋混凝土的耐久性。

        -美国调查表明，海滨或跨海大桥，-般在15年内发生钢筋腐蚀破坏。

        -我国台湾省所建的澎湖大桥，因氯盐腐蚀破坏，仅使用数年就不得不全部拆掉，台湾省内因不适当地使用海砂，造成不少房屋产生盐害，被称为“海砂屋”事件。

         对混凝土结构而言，钢筋锈蚀产生下列危害：

 

Œ导致钢筋截面积缩小，承载能力降低。不均匀锈蚀导致产生应力集中现象，使钢筋的力学性能退化，如强度降低、脆性加大、延性变差。

导致混凝土产生顺筋裂缝：锈蚀-旦发生，在钢筋表面生成疏松的锈蚀产物,同时向周围混凝土中扩散。锈蚀产物体积增大导致周围混凝土产生环向拉应力，最大可达到30MPa。当环向拉应力大于混凝土的抗拉强度时，便会形成裂缝。随着锈蚀的加重，裂缝逐渐向混凝土的表面发展，保护层表面产生顺筋裂缝，甚至保护层脱落。裂缝又会为氯离子，氧气和水分到达钢筋表面提供快捷通道，加速钢筋锈蚀。

疏松的铁锈降低了钢筋与混凝土之间的粘结力，以及导致钢筋横锈损，使得钢筋与混凝土的粘结性能退化。

      上述危害最终导致结构的承载力下降，安全性降低和适用性降低。

2.混凝土中钢筋饨化膜破坏的机理：

     混凝土孔隙中是碱度很高的氢氧化钙和溶液，PH值12.5左右，由于混凝土中还有少量的氧化钾、氧化钠、实际PH值可超过13.在高碱性环境下，钢筋表面形成厚2~6纳米的水化氧化膜y-。这层膜很致密，使钢筋处于饨化状态、既使有水分和氧气存在的情况下也不会发生锈蚀，称为饨化膜。有三个因素可以导致饨化膜破坏；                                   

    Œ混凝土中性化. (如CO²，SO²，工业酸的作用)  ，使得PH值低到一定程度：PH值降到11.5左右时，饨化膜不在稳定，浆PH值11.5作为保护钢筋的“临界区”。PH值降到9~10时，饨化膜完全破坏，钢筋处于脱饨状态、锈蚀有条件发生。

     足够浓度的游离氯离子扩散到钢筋表面：如果钢筋表面有足够的氯离子，即使PH值大于11.5，氯离子也能破坏饨化膜，从而使钢筋锈蚀。因为氯离子半径小、活性大，容易吸附在位错区、晶界区等氧化膜有缺陷的地方。氯离子有很强的穿透能力，在氧化膜内层形成易溶的FeC1²,使氧化膜局部溶解，形成坑蚀。如果氯离子在钢筋表面广泛分布，坑蚀便会广泛发生，最终导致大面积腐蚀。

      杂散电流：杂散电流的存在（如地铁、电缆沟、轻轨等）、导致金属铁失去电子而形成离子铁。

  3.钢筋锈蚀的防护方法

   可分为基本措施和附加措施

    基本措施

•提高混凝土的密实性

•适当增加混凝土保护层厚度

•最大限度地防止混凝土裂纹的产生

•提高施工质量，严格按设计和相关标准规范施工

     附加措施

•添加钢筋阻锈剂

•电化学防护法

•采用涂层保护钢筋的方法

•混凝土表面涂层保护

   添加钢筋阻锈剂是防止混凝土内钢筋腐蚀的最为常见和简单易行的有效方法。

    据美国混凝土学会（ACI战略部采用全受命经济分析法预测受命与）成本的评估结果，在盐环境中的常规混凝土（不采取防护措施），虽然初建费是低一点，但大约15年便开始第一次修复工程，40年内要修复4次，修复费约为初建费的4倍（这与美国桥梁的实际情况相符合）；而采用添加钢筋阻锈剂同时掺加硅灰的方法，40年内不用修复，初建费略有增加，60年的总费用较之“常规”至少节约70%！

4.设计施工阶段采取钢筋保护措施的必要性

    因钢筋锈蚀导致混凝土结构破坏，使得构筑物使用受命远低于设计受命，已给国民经济造成重大损失。据美国的调查，1998年，美国60万座钢筋混凝土桥中，被列入修复计划的费用是2000亿美元，是当初建桥的4倍。破坏主要起因于氯盐，而氯盐主要来自于化冰盐（内陆地区、城市立交桥）和海洋环境。

    国外发达国家的教训也是我们值得借鉴的经验。适当增加初期投入，能大大减少修复费用，总体花费少，而不是初期投资越低越好。

    标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）和《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）都明确了掺加阻锈剂对保护处于腐蚀性环境中的混凝土有效。

5.YJ阻锈剂的作用机理

    YJ阻锈剂能同时对阳极和阴极钢筋锈蚀起保护作用，属复合型钢筋阻锈剂。

(1)阳极型钢筋阻锈剂

    混凝土中钢筋锈蚀是一个电化学过程，腐蚀电池分作“阳极区”和“阴极区”。这类化学物质，作用于“阳极区”促使其生成保护膜，达到延缓钢筋锈蚀的目的。典型的物质有亚硝酸盐、铬酸盐、硼酸盐等，一般大都有氧化作用。

   早期曾使用亚硝酸钠，现在大都使用亚硝酸钙作为阳极发生作用的表达式：

   Fe²û+OH¯+NO¯z=NO+γ  FeOOH

     亚硝酸根（NO2¯）促使亚铁离子（Fe²û）生成具有保护作用的饨化膜（γFeOOH）。当有氯盐存在时，氯盐离子（C1¯）的破坏作用与亚硝酸根的成膜修补作用竟争进行，当“修补”作用大于“破坏”作用时，钢筋锈蚀便会停止。目前，美国、日本均发展了一批以亚硝酸钙为主体的钢筋阻锈剂。

（2）阳极型钢筋阻锈剂

 该类钢筋阻锈剂是在“阴极区” 起作用，作用原理有“成膜说”、“吸附说”等，这类化学物质能在“阴极区”形成膜或吸附于阴极表面，从而阻止或减缓电化学反应的阴极过程（如氧的去极化过程）。这类化学物质大都为表面活性剂，如高级脂肪酸的胺盐、磷酸脂类等。

  阴极型钢筋阻锈剂比较安全，但其有效性不易达到很高的水平，价格也相对较高。可单独使用，更好的用法是与其他类型阻锈剂相搭配。

（3）复合型钢筋阻锈剂

 有些阻锈剂，对于阴极、阳极反应都有抑制作用， 甚至还能提高阴、阳极之间的电阻、称作“复合型钢筋阻锈剂”。复合型钢筋阻锈剂兼有单一型的优点，克服其不足， 是目前国内外研究发展的方向。YJ阻锈剂系列产品属于复合型阻锈剂。

  钢筋阻锈剂的实际工能，不是阻止环境中有害离子进入混凝土中，而是当有害离子不可避免的进入混凝土内之后，由于钢筋阻锈剂的存在，使有害离子丧失侵害能力。钢筋阻锈剂能够抑制、阻止、延缓了钢筋腐蚀的电化学过程，从而达到延长结构物使用寿命的目的。