钢筋混凝土防腐材料FAHE·MCI .pdf
产品目录*胺基醇基系列
胺羧酸基系列
外加剂
特色产品系列
胺羧酸基FH-MCI高效减水剂系列
胺羧酸基系列
表层处理FH-MCI防水剂系列
涂层系列
除锈剂
清洗剂
隔离涂层
特色产品
建筑膜
脱模剂
屏蔽性涂层材料
粘合剂
修补产品
修补砂浆
*详细信息请见本文件最后产品清单
FH-MCI(迁移性腐蚀抑制剂)技术保护混凝土中的钢筋不受侵蚀。FH-MCI修复现有钢筋结构,并且延长新建结构的使用寿命。通常,破损混凝土中的腐蚀钢筋是高维修费用、经济损失、人员受伤甚至死亡的罪魁祸首但法赫提供应对腐蚀的解决方案。FH-MCI产品可以保持结构稳定,修补结构中脆弱的部分,并缓和由环境导致的不利因素的影响。FH-MCI的特别之处在于抑制剂分子能穿过混凝土迁移相当长的距离,以保护结构中的钢筋和嵌入金属腐蚀的成因:
新建混凝土结构中的钢筋通常都能收到保护不被腐蚀,这是由于混凝土本身呈强碱性。混凝土中的高pH值(通常高于12.5)能使钢周围形成一层氧化层。环境因素能够影响这层氧化层,并导致腐蚀的形成。一旦腐蚀开始,钢筋中的某一部分即变成阳极,释放铁离子(电流),形成原电池。钢筋中接收电流的位置则成为腐蚀电池的阴极。这也是氢氧根离子形成的位置。铁离子和氢氧根离子反应形成铁的氢氧化物FeOH,其进一步氧化并成锈。腐蚀一旦开始,腐蚀速率即由以下因素决定:混凝土的导电性、含水量、氧原子从混凝土迁移到钢筋表面的速率。若不断成锈,钢筋的体积会比原先膨胀到至多4倍,造成混凝土的裂缝和剥落。
氯化物:
氯离子能穿透钢筋表面的氧化层。他们和铁离子结合,形成可溶的氯化物,并携带这些铁并形成铁锈。当混凝土中氯离子浓度达到大约0.15%(水泥中可溶性氯离子含量)时,腐蚀便开始了。混凝土可以接触到如下几种来源的氯离子:含氯促凝剂、除冰盐、海水以及空气中的盐分。
碳酸化:
碳酸化是指空气中的二氧化碳和混凝土中的氢氧化物,如氢氧化钙发生反应,生成碳酸盐。这种反应大幅度降低pH值。当在钢筋周围的混凝土的pH值低于12时,保护性的氧化层就会消失,腐蚀即会开始。
酸雨/工业污染物:
酸类侵蚀混凝土主要通过溶解水泥基以及钙质骨料。它也能降低混凝土中的pH值,使得腐蚀开始。硫酸盐等污染物则通过和硬化水泥基中的氢氧化合物反应来削弱混凝土。这种反应可以使混凝土发生解体,使得钢筋更易受到腐蚀。
一旦混凝土结构建造完毕,就不可能对钢筋涂刷环氧防腐层
来使其免受腐蚀。阴极保护效率也并不太高,除非钢筋具备
电流连续性。
然而,FH-MCI可以简单地添加到新建混凝土中或是用于修复。
它既不会使施工进程延期,除了使用少量的材料,也不会提
高施工的成本。与普通无机抑制剂不同,FH-MCI不需要与钢筋
直接接触,因为它可以迁移到钢筋表面,并提供保护。
用于新建项目时,FH-MCI产品线的混凝土添加剂产品为钢筋
提供极强的抵御碳酸化和氯离子保护。
数据总结:混凝土中的FH-MCI2005
标准MCI
2005NS
6.3%
2.5%
3630
4180
50306120
610
720
720
820含气量(AEC)*(NEAC)标准偏差抗压强度(psi)6x12英寸圆柱@7d(AEC)(NAEC)@28d(AEC)(NAEC)
弯曲强度,psi,ASTMC192,C78@7d(AEC)(NAEC)@28d(AEC)(NAEC)
凝结时间,ASTMC403
凝结时间,小时:分钟
初凝()
(NEAC)
终凝()
(NEAC)
塌脱度(AEC)
(NEAC)
冻融,ASTMC666,MethodA
相对耐久性
*AEC=加气混凝土NAEC=非加气混凝土6.2%2.7%[***********]072082031/3”31/4”31/4”3”100%
碳酸化和氯离子的腐蚀作用使得混凝土中的钝化层遭到破坏。
FH-MCI
能对此提供保护,这基于其能迁移到金属表面,当其与金属接触时形成一层保护性的分子层
1.FH-MCI在混凝土基中如同液体一样行动。在新建项目中,FH-MCI可以在混凝土搅拌站和水混合,或者直接将其混入搅拌器中。对于已经存在的结构,FH-MCI涂覆于结构表面,它可以通过毛细作用渗入混凝土中。混凝土像海绵一样将FH-MCI吸入其中
2.FH-MCI在混凝土孔洞结构中以气态形式移动。这种移动遵循菲克定律,即分子在结构中总是从高浓度向低浓度迁移
3.当FH-MCI接触到钢筋时,由于离子的吸引,形成一层保护性的分子层。FH-MCI与钢筋的吸附力要强于水、氯化物以及其他腐蚀性物质.
4.独立研究表明,FH-MCI可以吸附于金属并达到75-85nm的深度,形成保护层厚度介于20-100Å之间.在相同测试下,氯化物所能达到的深度只有60nm。这证明FH-MCI可以取代氯化物依附于金属表面,并且在氯化物出现之前就能提供相应的保护。
同类产品比较
FH-MCI产品已经多次超越竞争对手。无论使用应用于已经存在建筑上的FH-MCI2020用以延长使用寿命,或是使用FH-MCI2005系列添加剂来大幅度提供新建建筑的使用寿命,法赫FH-MCI产品都会为您提供最佳的防腐蚀保护
梁裂纹的添加剂测试
FH-MCI2005NSvs.其他产品
(6%NaCl)800700600初始值油酸丁酯1加仑/yd3(5l/m3)2020总腐蚀,库伦500400
300
200
100
0亚硝酸钙4加仑/yd3(20l/m3周期数上图:Wiss,Janney,ElstnerAssociates,Inc.January1995,WJENo:922041右图:AmericanEngineeringandTesting
August2003,AETJobNo:05-[***********]19
周期数
FH-MCI2005NS胺羧酸盐1.5pt/yd3(1l/m3)
FH-MCI测试
FH-MCI的有效性可以通过多种手段进行测试。季铵化合物(QAC)测试套组可以简单地测试涂覆于表面的FH-MCI产品是否在混凝土结构中存在。QAC是制备FH-MCI产品的一种化学原料。由于该测试并非定量测试,它可以鉴别抑制剂是否存在于结构之中,也能监测FH-MCI是否已经迁移到钢筋之中。
使用制造商提供的EM定量QAC测试棒,用以分析每个样本通过监视钢筋的腐蚀率可以测试FH-MCI的有效性。可以先记录下初始值,在应用FH-MCI产品后记录相应读数。这可以显示初始的腐蚀速率,应用抑制剂后速率下降多快,并能够帮助你决定何时应当添加更多的抑制剂以增强腐蚀保护。以下多种仪器通过线性偏正来监测钢筋混凝土的腐蚀速率。它们分别为:Gecor6,Gecor8,GalvaPulse,以及嵌入型腐蚀速率检测探头如CorratorProbes.
CorratorProbesGalvaPulseGecor6
FH-MCI和金属之间形成的分子键可以通过X射线光电子能谱仪测得(XPS)。它能拍摄金属的照片,并显示出分子依附于金属的深度。这项测试不仅证实FH-MCI在混凝土中发生迁移,它还能比氯化物依附于钢筋更深的地方,从而有效减缓腐蚀。如果您需要更多的相关信息,请联系法赫技术人员。XPS深度报告(Arat4kV,15mA)未经处理的,抑制剂AandB在混凝土样本中,测试周期450天1.4N,L2020M
N,L20201.2NUntreatCl,L2020M
1
MassConcentration,wt%Cl,L2020ClUntreat浓度百分比0.80.60.4
0.2
[1**********]0
Depth,
nm[**************]
深度,纳米
FH-MCI产品应用指南
目的和要求
结构状态FH-MCI防护特点和优势第1阶段
新建混凝土•延长使用寿命•防护过早腐蚀•维持混凝土天然外观
•恶劣的环境
•混凝土表面防护不足•FH-MCI2005系列添加剂可以将腐蚀开始的时间延后两倍至三倍,当腐蚀开始
后,相比于不做任何防护,它可使腐蚀
速率削减为原来的1/5.•低剂量率•UL认证,符合NSF标准61要求•对混凝土配方没有影响•对混凝土的性质没有影响•可以使众多新建项目的寿命延长为原先的两倍
已存在混构,尚未有可腐蚀•减缓腐蚀速率•保护可能的混凝土•保护不受由碳化和氯离子渗透造成的进一步腐蚀密封剂或涂层破损碳化锈•没有保护层的混凝土结构•恶劣的环境
•已经开始腐蚀
•尚无裂缝和剥落•通过喷涂、刷涂或辊涂MCI2020系列到混凝土表面•接下来使用抗碳化涂层,如FH-MCI建筑涂料或使用密封剂,如FH-MCI2018,2019,2021,or
2022•高覆盖率•极少或没有去除混凝土•非破坏性•使到下次维护的时间延长•涂层少意味着相比于同类产品,人工可以节省•相比于阶段III,维修成本可以节约10倍!•FH-MCI2020系列符合NSF标准61的要求阶段
损
已凝土结构,已有可见的破损III阶段锈•修复损坏表面•对未来暴露在污染物下提供长期保护•提高混凝土对长期潜在腐蚀的防护能力•降低形成腐蚀电池的风险修补砂浆CorrVerter•混凝土表面已有可见腐蚀
(如裂缝和剥落),需要修
补
•在钢筋深处已有较高浓度的
氯离子•使用法赫的VpCl423,或VpCl锈转化剂清洗裸露钢筋•使用法赫的FH-MCI2023灌浆来使钢筋和损坏区域暴露出来•使用法赫的FH-MCI2039修补砂浆•使用法赫的FH-MCI2038最终修补砂浆•使用法赫的FH-MCI2020涂覆于整个区域•使用法赫的涂层或密封剂•使结构美观地恢复到安全状态•完全修复和修补混凝土,使其不受潜在威胁的破坏•可使剩余寿命延长两倍(基于G109测试)•FH-MCI2020系列通过UL认证并符合NSF标准61的要求
相关案例
建设WellsFargo公司停车场,使用
FH-MCI2005NS(214)
1,800个泊位,6层停车场,其22,000立方码混
凝土需要在18to24小时内获得超过3,000psi的
应力.
亚硝酸钙基的腐蚀抑制剂不能满足24小时的
要求,并会收缩开裂。FH-MCI2005NS符合上
述要求,并使收缩率减少30%,甚至在0度以下也没
有收缩开裂参见:•ChinaRailroadBridge,FH-MCI2000,2020,2021(092)•ConcreteBridgeFoundation,FH-MCI2000,2020(119)•ConcreteRailwayBridge,FH-MCI2005,2020,2023(139)•CityStreetBridgeDeck,FH-MCI2000(211)
•ConstructionofParkwayTechnologyCampus,
FH-MCI2007SuperCor,2022Sealer(238)
五角大楼:修补所有的外墙
FH-MCI2020V/O(046)钢筋混凝土的锈蚀导致外墙开裂。墙面上碳化(至多
3.5英寸)降低了pH值并导致开裂
要求:至少20年的使用寿命,停止混凝土渗水,降低或
消除腐蚀,并使墙面外观保持原样。修补方案包括
200,000ft2表面修补和超过1,000,000ft2的FH-
MCI2020V/O混凝土,以及硅酸盐基的涂层。
FH-MCI2020V/O被选来保护外墙,基于其可靠
性以及满足其他修补方案参数的要求。参见:•ChinaRailroadBridge,FH-MCI2000,2020,2021(092)•ParkingRamp,FH-MCI2020(121)•ConcreteRailwayBridge,FH-MCI2005,2020,2023(139)•ConstructionoftheWorld’sLargestMosque,FH-MCI2021,FH-MCIArchitecturalCoatingWhite(236)•InlandSteelBuilding,FH-MCI2020(263)
DePere废水处理罐
FH-MCI2020,2023,
2038(219)该室外水处理罐建设于1939年,近20年没有维护。腐蚀以及剥落区域,裸露的钢筋都需要修补混凝土经过喷砂与高压冲洗。裸露钢筋用FH-
MCI2023进行刷涂,剥落区域用FH-MCI2038进行
修补。接下来整个罐区表面用FH-MCI2020进行
涂刷。
客户对工程和产品非常满意。在此项目后为其处理罐
购买了更多的保护产品。参见:•HPRS:HighPerformanceRepairSystems,FH-MCI2020,2023,2038,2039,VpCI-386(150)•ConcreteSpallingDuetoHydrochloricAcidFumes,FH-MCI2020,2038,CorrVerter(217)•LeakingParkingGarage,FH-MCI2020,2022,2023,2038(218)
为钢筋混凝土设计的腐蚀抑制剂B.A.Miksic,FNACE,D.Bjegovic,L
.Sipos
(printedin
ConChem-Journal,
2/93)
FH-MCI在两种不同的混凝土中的扩散速率是通过其不同的设计决定的(表1)。两种混凝土样本安置在特别设计的扩散池中,充当两种方案之间的“膜”,该测试持续21天(图1)。为了获得最佳的结果,FH-MCI浓度每3天测量一次。每3天,取出15mL进行浓度检测,检测之后将样本返回原处。一个ORION95-12Ag/AgCl电极,其含有0.1MNH
混凝土中抑制剂浓度由电极上的电位读出,并绘制校4Cl溶解液用来测量FH-MCI浓度。准图(图2).
FH-MCI在混凝土中的运动
毛细吸收机制
扩散
物理吸附
单分子层,抑制
腐蚀电池反应
FH-MCI浓度随着时间的推移而上升,显示出FH-MCI在混凝土扩散(图2).。通过实验获得的数据,扩散系数被计算出来(图3和表2)。这组数据显示FH-MCI的迁移能力,并证明它可以用于保护钢筋不受氯离子以及碳化的侵蚀。表1混凝土构成MCICa(OH)2混凝土图1扩散池0.1度0.08浓02L/0L2m0.06ICM0.040.[1**********]时间/天Figure2CalibrationDiagramCONCRETET-1CONCRETET-2L/Lm4.54数系3.5散扩32.521.5Figure31CalibrationDiagram0.5005101520时间/天
CONCRETET-1
CONCRETET-2
表2FH-MCI扩散系数
该项目由上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司与美国Cortec公司共同合作。
如需更多信息,请联系上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司。
上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司
地址:上海市北高新技术服务业园区江场三路88号6楼电话:021-61172030/2031传真:021-61172035邮编:200436
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