基本信息

项目名称:
滨海混凝土微胶囊缓蚀剂的制备和性能研究
小类:
能源化工
简介:
运用微胶囊技术,仿医学中微胶囊释放过程,对亚硝酸钙进行控制释放,使得亚硝酸钙的阻锈效果达到最大化。
详细介绍:
本论文针对亚硝酸钙易溶解、易流失的缺点,运用了微胶囊技术对亚硝酸钙微囊化,以弥补亚硝酸钙的缺点,实现对亚硝酸钙阻锈剂的智能释放效果,使阻锈效果达到最大化。

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  • 滨海混凝土微胶囊缓蚀剂的制备和性能研究
  • 滨海混凝土微胶囊缓蚀剂的制备和性能研究

作品专业信息

撰写目的和基本思路

滨海钢筋混凝土结构的腐蚀和防腐难题,一直作为混凝土耐久性研究的核心内容之一。亚硝酸钙作为一种优秀的阻锈剂,在实验室研究和工程实践中受到青睐。针对亚硝酸钙的易流失、易氧化、高污染的缺点,本作品运用微胶囊包裹技术,对亚硝酸钙阻锈剂进行包裹,最大限度降低和避免了亚硝酸钙在使用过程中的缺陷,从而改善亚硝酸钙的阻锈效果;并通过微胶囊包裹技术,实现了亚硝酸钙的智能释放效果。

科学性、先进性及独特之处

本作品借鉴了医学中胶囊的释放原理和过程,通过微胶囊制备技术,有效地对亚硝酸钙进行包裹;最大限度降低和避免了亚硝酸钙阻锈剂在滨海钢筋混凝土结构使用中易流失、易氧化、高污染的缺陷;并通过微胶囊包裹技术,实现了亚硝酸钙阻锈剂的智能释放效果,使阻锈效果达到最大化。这对提高混凝土结构的耐久性,延长结构的工程寿命具有很高的研究意义和使用价值。

应用价值和现实意义

该作品能够在实际混凝土结构中起到阻锈作用。由于囊壁对亚硝酸钙有保护作用,这使得亚硝酸钙能够长期存在于混凝土中,实现阻锈剂的控制释放,这样它能够充分发挥阻锈效果,因此结构的寿命更能满足设计的要求。

学术论文摘要

钢筋混凝土结构是当今世界应用最广的结构形式,但是钢筋混凝土的耐久性在一定程度上影响了结构的寿命和使用。其中,钢筋的腐蚀是影响耐久性的重要因素。如果能在混凝土结构中加入阻锈剂,延缓钢筋被锈蚀的时间和速率,则将会大大提升混凝土的结构性能和延长结构的寿命。工程上通用的做法是在混凝土搅拌时加入一定量的亚硝酸钙作为阻绣剂。但是亚硝酸钙本身极易溶于水,这使得它在混凝土搅拌过程中迅速溶解,这样会随着水而流失。再者,游离态的亚硝酸钙不能在混凝土中长期稳定存在,所以用亚硝酸钙作为阻锈剂的效果是不明显的,只能起到一时的阻锈作用,并不能满足耐久性和安全性的要求。 为了弥补亚硝酸钙在搅拌过程中易被水溶解的缺点,为了使亚硝酸钙最大程度地发挥阻锈作用,本设计运用医学的微胶囊包裹技术,通过微胶囊技术对亚硝酸钙进行包裹,在亚硝酸钙表面形成囊壁,亚硝酸钙在搅拌时不被水溶解。这样达到亚硝酸钙不易被水溶解的目的,而且微胶囊能够自动释放亚硝酸钙,这样使它能长期发挥阻锈作用。为了满足结构安全性、耐久性和适用性的要求,研究亚硝酸钙微胶囊阻锈剂有重要的意义。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

1、匡飞,王佳 ,贾方,叶仲斌,亚硝酸钠微胶囊缓蚀剂研究。腐蚀科学与防护技术。Vol.21, No.2,Mar.2009, 173-175 2、贾方,王佳,油田系统微胶囊缓蚀剂研究与应用进展。中国腐蚀与防护学报。Vol.126,No.14,Aug.2008,251-256

同类课题研究水平概述

钢筋腐蚀成为当今世界影响混凝土耐久性的主要因素,特别在氯盐环境中,钢筋腐蚀是首要因素。为此,人们研究开发了一系列防护措施,其中钢筋阻锈剂是重要技术之一。在防止金属腐蚀的方法中,“缓蚀剂”是常用方法之一。缓蚀剂的应用已经有上百年的历史,钢筋阻锈剂是缓蚀剂在混凝土中的应用,是一种既古老又新型的技术。 美国于20 世纪70 年代初开始研究、开发、使用钢筋阻锈剂(与环氧涂层钢筋同时)。早期美国比较重视环氧涂层钢筋的有效性,在最近20 年,钢筋阻锈剂才得到迅速发展。经过了较长时间的试验研究和工程应用, 美国混凝土学会(ACI) 肯定了钢筋阻锈剂的效果,并确认其“是长期有效的防钢筋锈蚀的措施”; 1995~1998 年,美国曾将其列为国家级研究课题,制订统一的钢筋阻锈剂的评价方法和使用标准。该研究报告指出:“15 年来,钢筋阻锈剂应用日趋普遍,它能长期保护钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土结构,如公路桥及其他结构等⋯,本研究结果将被美国公路运输联合会(AASHTO) 采纳,并推荐纳入《混凝土外加剂标准》(AASHTO M194)。同时纳入美国混凝土学会(ACI) 编制的《混凝土手册》,明确推荐在桥梁及其他结构上使用”。 除美国、日本之外,加拿大、欧洲各国、澳大利亚、印度等,都在积极开发和应用钢筋阻锈剂;中东国家、韩国、东南亚各国(包括我国台湾省) 等国家、地区也在使用引进的钢筋阻锈剂产品。据悉,1993年之前,全世界有2000万m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂,而到了1998年,至少有5亿m3的混凝土使用了钢筋阻锈剂,可见其发展趋势之迅猛。钢筋阻锈剂作为提高混凝土耐久性的重要方法之一,已经成为一项世界性通用技术。 缓蚀剂技术应用设备简单、使用方便、投资少、收益大、见效快、能保护整体设备,适合长期保护等特点,得到了广泛的应用。但传统缓蚀剂存在自身的缺陷:(1)大多数缓蚀剂有毒,这会对自然环境产生巨大的危害; (2)某些缓蚀剂性能不稳定; 例如高温高湿的滨海腐蚀环境很特殊,有些缓蚀剂会变质,从而失去缓蚀能力; (3)不适合于开放的作业体系。在开放体系中,缓蚀剂易在充分发挥作用之前即被流动的介质带走,或是被提取出的物质携出,造成浪费。为了解决缓蚀剂的这些不足之处,科研工作者提出了许多改进措施,其中倍受关注的微胶囊缓蚀剂技术具有较大发展潜力和应用前景。
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