高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂及其制备方法

摘要

本发明属于工程防腐领域，具体涉及混凝土电杆制备过程中所用添加剂及其制备方法。该添加剂包括组合物，含有环氧树脂乳液、水溶性钡盐和苯丙三氮唑。该添加剂充分混合加入到混凝土电杆制造工艺中，用于高盐碱地区混凝土电杆抗Cl‑、SO42‑腐蚀，本发明制备工艺流程短，效果显著，且对混凝土电杆强度有提高作用，属环境友好型添加剂，具有广阔的市场前景。

说明书

技术领域

本发明属于工程防腐领域，具体涉及混凝土电杆制备过程中所用添加剂及其制备方法。

背景技术

砼电杆即用混凝土与钢筋或钢丝制成的混凝土电杆，是输配电最常用的一种电杆，一些高盐碱地区土壤及其表面富含大量Cl

硫酸盐侵蚀破坏混凝土电杆主要来源于硫酸盐在混凝土内部的化学反应和物理反应的产物，硫酸盐会与混凝土材料中的一些成分发生中和反应，生成部分钙盐，在反应产物中会存在较多的结晶水，而且混凝土中含有氢氧化钙，当空气中的二氧化碳进入混凝土中时，会反应生成碳酸钙。由于碳酸钙偏弱碱性，造成混凝土中的碱性不断降低，因此最终导致钝化膜的腐蚀。物理反应主要是因一些反应产物当存在较长时间后，如钙矾石型反应产物会导致混凝土材料体积的增大，随着时间累积会造成整个混凝土结构的扩张和开裂。

氯离子对混凝土电杆的强度及耐久性威胁非常大，氯离子及其反应产物的存在，增大了混凝土材料的体积，从而造成混凝土内部产生裂纹并且不断扩大。当氯离子的浓度增加到一个临界点之后，混凝土电杆内部钢筋的钝化膜会被氯离子所腐蚀掉，一旦钝化膜被腐蚀完全，那么混凝土会和结构内部存在的氧气和水分子产生反应，在钢筋表面生成大量的铁锈。铁锈层中具有非常多的微小气孔，使得氧气和水分能够轻易地越过铁锈层进入钢筋本体进行持续腐蚀破坏，最终导致混凝土电杆强度及耐久性急剧下降。

因此，提供一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的制备方法具有重要的现实意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了混凝土电杆制备过程中所用添加剂及其制备方法，使用该添加剂制备的混凝土电杆在高盐碱地区具有抗Cl

本发明提供了防腐蚀添加剂，以重量份计，包括A组分和B组分：

所述A组分包括：

所述B组分包括：

水性环氧固化剂 65～80份

去离子水 20～33份

活性稀释剂 0.2～2份；

所述A组分中水性环氧乳液的环氧当量与所述B组分中水性环氧固化剂的活泼氢当量之比为1:(0.6～0.8)。

在本发明的一些具体实施方案中，所述水性环氧乳液在混凝土电杆结构中形成三维网状结构。

在本发明的一些具体实施方案中，所述硝酸钡与SO

在本发明的一些具体实施方案中，所述苯并三氮唑在混凝土电杆内部的钢筋表面形成保护膜，抵制Cl

在本发明的一些具体实施方案中，所述水性环氧乳液为室温固化型水性脂肪族环氧树脂乳液，所述水性环氧固化剂为胺类固化剂；

苯丙三氮唑作为Cl

硝酸钡作为SO

本发明还提供了所述的防腐蚀添加剂的制备方法，包括如下步骤：

A组分制备：

在反应釜中加入去离子水，400～600rpm搅拌，依次加入润湿分散剂、消泡剂、硝酸钡、苯丙三氮唑；转速调节至800～1000rpm，依次加入水性环氧乳液、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂SM-560，得到A组分；

B组分制备：将水性环氧固化剂、去离子水、活性稀释剂在400～600rpm搅拌下分散15～25min，制成B组分；

使用前将A、B组分按照水性环氧乳液的环氧当量与水性环氧固化剂活泼氢当量之比混合。

基于上述研究，本发明还提供了所述的防腐蚀添加剂或所述的制备方法制得的防腐蚀添加剂在制备高盐碱地区仝电杆中的应用。

此外，本发明还提供了高盐碱地区仝电杆，包括所述的防腐蚀添加剂。

本发明提供了一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的制备方法，该添加剂包括A组分和B组分，按照质量份计，A组分包括:40～80份水性环氧乳液，5～15份去离子水，5～15份硝酸钡，5～15份苯丙三氮唑，0.2～3份润湿分散剂，1～5份消泡剂，0.2～3份防沉分散剂，0.2～2.0份增稠剂，0.2～2.0份pH调节剂SM-560。按照质量份计，B组分包括:65～80 份水性环氧固化剂，20～33份去离子水，0.2～2份活性稀释剂，且A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:(0.6～0.8)。该添加剂A、B 组分充分混合加入到混凝土电杆制造工艺中，用于高盐碱地区混凝土电杆抗Cl

具体实施方式

下面对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/ 或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

本发明公开了一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂制备方法，用于高盐碱地区混凝土电杆抗Cl

按照质量份计，A组分包括:40-80份水性环氧乳液，5-15份去离子水，5-15份硝酸钡， 5-15份苯丙三氮唑，0.2-3份润湿分散剂，1-5份消泡剂，0.2-3份防沉分散剂，0.2-2.0份增稠剂，0.2-2.0份pH调节剂SM-560。按照质量份计，B组分包括:65-80份水性环氧固化剂，20-33份去离子水，0.2-2份活性稀释剂，且A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B 组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:0.6-0.8。

作为本发明公开的一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的可选实施例，所述水性环氧乳液的环氧当量为600-1100，且A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:0.6-0.8。

作为本发明公开的一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的可选实施例，环氧树脂乳液为室温固化型水性长链脂肪族环氧树脂乳液，水性环氧固化剂为多元胺类固化剂。

作为本发明公开的一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的可选实施例，苯丙三氮唑作为Cl

作为本发明公开的一种高盐碱地区仝电杆防腐蚀添加剂的可选实施例，硝酸钡作为 SO

本发明还公开了一种高盐碱地区混凝土电杆防腐蚀添加剂的制备方法，包括如下步骤：

A组分制备：

在反应釜中加入去离子水，400-600rpm搅拌；

依次加入润湿分散剂、消泡剂；

转速调节至800-1000rpm，依次加入硝酸钡、苯丙三氮唑、水性环氧乳液、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂得到A组分，备用。

B组分制备：

将水性环氧固化剂、去离子水、活性稀释剂在400-600rpm搅拌下分散15-25min，制成B组分。

使用前将A、B组分按照水性环氧乳液的环氧当量与水性环氧固化剂活泼氢当量之比混合。

本发明公开中一种混凝土电杆防腐蚀添加剂制备述及的润湿分散剂、消泡剂、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂等，均可以使用在水性防腐领域通常使用的材料，尤其是，与环氧树脂乳液通常一起使用的水性防腐助剂或辅料。

本发明公开中一种混凝土电杆添加剂制备述及的活性稀释剂包括C12-14烷基缩水甘油醚。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1

本实施例1公开的一种高盐碱地区混凝土电杆添加剂，包含A组分和B组分，其中：

A组分包含如下质量份的成分:40份水性环氧乳液，15份去离子水，15份硝酸钡，15份苯丙三氮唑，3份润湿分散剂，5份消泡剂，3份防沉分散剂，2.0份增稠剂，2.0份pH 调节剂SM-560。

B组分包含如下质量份的成分:水性环氧固化剂65份，去离子水33份，2份活性稀释剂；

水性环氧乳液为美国瀚森EP7520，水性环氧固化剂为EK8530，A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:0.7。

苯丙三氮唑为常州润洋化工有限公司生产，硝酸钡为山西夏县运力化工有限公司生产，润湿分散剂为德国毕克化学BYK190，消泡剂为德国Tego 901w，防沉分散剂为常州亚邦亚宇公司生产的YB403，增稠剂为陶氏化学生产的RM2020，pH调节剂SM-560。

按照如下方法制备本实施例混凝土电杆防腐蚀添加剂。

A组分制备：

在反应釜中加入去离子水，400rpm搅拌；

依次加入润湿分散剂、消泡剂；

转速调节至800rpm，依次加入硝酸钡、苯丙三氮唑、水性环氧乳液、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂得到A组分，备用。

B组分制备：

将水性环氧固化剂、去离子水、活性稀释剂在400rpm搅拌下分散15min，制成B组分。

将A、B组分按照水性环氧乳液的环氧当量与水性环氧固化剂活泼氢当量之比1:0.6 混合得到添加剂。

按强度等级为C40的混凝土为基础进行混凝土试块制备及添加剂性能测试，以质量计将水泥8份、砂子14份、碎石18份、减水剂2份、水3份、添加剂2份搅拌共混制成混凝土试块，待28天养护后，进行性能测试，如抗压强度测试、抗氯离子渗透试验和抗硫酸盐侵蚀试验等性能测试。

根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，对混凝土试块进行抗压强度性能测试，混凝土试块尺寸为100mm×100mm×100mm。测试结果表明未加入添加剂的空白试块与加入添加剂试块的抗压强度分别为53.4MPa与55.9MPa，说明加入添加剂后，混凝土抗压强度明显(P＜0.05)提高。

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别经28天养护后进行抗氯离子渗透试验，试块尺寸：直径为100mm，高度为50mm的圆柱体试块，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的氯离子渗透系数分别为2.2×10

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别进行抗硫酸盐侵蚀试验， 100mm×100mm×100mm混凝土试块经28天养护后进行150次干湿循环，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的抗压强度比分别为0.92与0.74，表明该添加剂能显著(P＜0.05)提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

实施例2

本实施例2公开的一种高盐碱地区混凝土电杆添加剂，包含A组分和B组分，其中：

A组分包含如下质量份的成分:75份水性环氧乳液，8份去离子水，5份硝酸钡，5份苯丙三氮唑，0.5份润湿分散剂，5份消泡剂，0.5份防沉分散剂，0.5份增稠剂，0.5份pH 调节剂SM-560。

B组分包含如下质量份的成分:水性环氧固化剂74份，去离子水25份，1份活性稀释剂；

水性环氧乳液为佛山同德3EE102W，水性环氧固化剂为3EC164W，A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:0.8。

苯丙三氮唑为常州润洋化工有限公司生产，硝酸钡为山西夏县运力化工有限公司生产，润湿分散剂为广州雷邦公司生产的RB811，消泡剂为北京东方澳汉公司生产的E256，防沉分散剂为常州亚邦亚宇公司生产的YB403，增稠剂为广州冠志公司生产的RM2020， pH调节剂为陶氏化学AMP-95。

按照如下方法制备本实施例混凝土电杆防腐蚀添加剂。

A组分制备：

在反应釜中加入去离子水，600rpm搅拌；

依次加入润湿分散剂、消泡剂；

转速调节至1000rpm，依次加入硝酸钡、苯丙三氮唑、水性环氧乳液、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂得到A组分，备用。

B组分制备：

将水性环氧固化剂、去离子水、活性稀释剂在600rpm搅拌下分散15min，制成B组分。

将A、B组分按照水性环氧乳液的环氧当量与水性环氧固化剂活泼氢当量之比1:0.8 混合得到添加剂。

按强度等级为C40的混凝土为基础进行混凝土试块制备及添加剂性能测试，以质量计将水泥8份、砂子14份、碎石18份、减水剂2份、水3份、添加剂2份搅拌共混制成混凝土试块，待28天养护后，进行抗压强度、抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能测试。

根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，进行抗压强度性能测试，混凝土试块尺寸为100mm×100mm×100mm。测试结果表明未加入添加剂的空白试块与加入添加剂试块的抗压强度分别为53.4MPa与60.2MPa，说明加入添加剂后，混凝土抗压强度明显(P＜0.05)提高。

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别经28天养护后进行抗氯离子渗透试验，试块尺寸：直径为100mm，高度为50mm的圆柱体试块，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的氯离子渗透系数分别为5.4×10

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别进行抗硫酸盐侵蚀试验， 100mm×100mm×100mm混凝土试块经28天养护后进行150次干湿循环，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的抗压强度比分别为0.97与0.74，表明该添加剂能显著(P＜0.05)提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

实施例3

本实施例3公开的一种高盐碱地区混凝土电杆添加剂，包含A组分和B组分，其中：

A组分包含如下质量份的成分:60份水性环氧乳液，15份去离子水，9份硝酸钡，9份苯丙三氮唑，1.0份润湿分散剂，3份消泡剂，1.0份防沉分散剂，1.0份增稠剂，1.0份 pH调节剂SM-560。

B组分包含如下质量份的成分:水性环氧固化剂68份，去离子水31份，1份活性稀释剂；

水性环氧乳液为瀚岱化学HDE8133-WB Epoxy Dispersion，水性环氧固化剂为HDH6350-WB，A组分中水性环氧乳液的环氧当量与B组分中水性环氧固化剂活泼氢当量之比为1:0.7。

苯丙三氮唑为常州润洋化工有限公司生产，硝酸钡为山西夏县运力化工有限公司生产，润湿分散剂为毅克化学YCK-2060，消泡剂为毅克化学YCK-680，防沉分散剂为常州亚邦亚宇公司生产的YB403，增稠剂为毕克化学BYK4235，pH调节剂为陶氏化学 AMP-95。

按照如下方法制备本实施例混凝土电杆防腐蚀添加剂。

A组分制备：

在反应釜中加入去离子水，600rpm搅拌；

依次加入润湿分散剂、消泡剂；

转速调节至1000rpm，依次加入硝酸钡、苯丙三氮唑、水性环氧乳液、防沉分散剂、增稠剂、pH调节剂得到A组分，备用。

B组分制备：

将水性环氧固化剂、去离子水、活性稀释剂在600rpm搅拌下分散15min，制成B组分。

将A、B组分按照水性环氧乳液的环氧当量与水性环氧固化剂活泼氢当量之比1:0.7 混合得到添加剂。

按强度等级为C40的混凝土为基础进行混凝土试块制备及添加剂性能测试，以质量计将水泥8份、砂子14份、碎石18份、减水剂2份、水3份、添加剂2份搅拌共混制成混凝土试块，待28天养护后，进行抗压强度、抗氯离子渗透和抗硫酸盐侵蚀性能测试。

根据GB/T50081-2019《混凝土物理力学性能试验方法标准》，进行抗压强度性能测试，混凝土试块尺寸为100mm×100mm×100mm。测试结果表明未加入添加剂的空白试块与加入添加剂试块的抗压强度分别为53.4MPa与58.1MPa，说明加入添加剂后，混凝土抗压强度明显(P＜0.05)提高。

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别经28天养护后进行抗氯离子渗透试验，试块尺寸：直径为100mm，高度为50mm的圆柱体试块，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的氯离子渗透系数分别为4.5×10

根据GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，对本实施例中加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块分别进行抗硫酸盐侵蚀试验， 100mm×100mm×100mm混凝土试块经28天养护后进行150次干湿循环，加入添加剂的混凝土试块与未加入添加剂的空白试块的抗压强度比分别为0.95与0.74，表明该添加剂能显著(P＜0.05)提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。