D-葡萄糖酸鈉作為高性能混凝土阻銹劑的初探

宋明輝

（珠海泰基建筑設(shè)計(jì)工程有限公司，廣東 珠海 519000）

1 概況及D-葡萄糖酸鈉的簡(jiǎn)介

D-葡萄糖酸鈉，分子式：C6H11O7Na，外觀為白色至淺黃色晶狀顆粒，在醫(yī)藥方面，常用于調(diào)節(jié)人體內(nèi)酸堿平衡，以恢復(fù)神經(jīng)正常作用，基于同樣的目的，用于食品添加劑。在工業(yè)方面，主要用作表面清洗劑。在混凝土方面的應(yīng)用，以往主要用作緩凝劑，延緩水泥的水化反應(yīng)，延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。有研究表明，D-葡萄糖酸鈉對(duì)混凝土有顯著的緩凝作用。同水膠比時(shí)，隨著D-葡萄糖酸鈉摻量的增加，混凝土的凝結(jié)時(shí)間，無(wú)論初凝時(shí)間還是終凝時(shí)間都有所延長(zhǎng)，且當(dāng)D-葡萄糖酸鈉摻量超過(guò)適宜摻量時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重緩凝。D-葡萄糖酸鈉摻量為0.15%時(shí)，混凝土3d時(shí)甚至還未終凝，這即為混凝土的不正常凝結(jié)。由于緩凝劑摻量不當(dāng)引起的混凝土在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能硬化，會(huì)導(dǎo)致工程事故。而D-葡萄糖酸鈉對(duì)混凝土的阻銹抗蝕作用，以往少有這方面的研究。

外界環(huán)境中的氯離子以不同的方式侵入混凝土中，導(dǎo)致鋼筋銹蝕而使混凝土結(jié)構(gòu)過(guò)早發(fā)生損壞，喪失耐久性能，從而嚴(yán)重影響其使用壽命。氯離子是鋼筋混凝土銹蝕破壞的一大元兇，因此混凝土的阻銹抗蝕性能，關(guān)鍵在于混凝土的抗氯離子滲透性能。因此猜想，D-葡萄糖酸鈉若能作為一種有效地阻銹劑，其首先應(yīng)該能增大混凝土的電阻，對(duì)氯離子的滲透有良好的阻礙作用。

本研究對(duì)D-葡萄糖酸鈉能否增大溶液電阻首先作了如下實(shí)驗(yàn)：在同等濃度的NaCl溶液中，改變D-葡萄糖酸鈉的含量，測(cè)量溶液電阻的變化。試驗(yàn)結(jié)果如下：

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從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著溶液中D-葡萄糖酸鈉含量的增大，溶液的通電電流減小，說(shuō)明溶液的電阻是增大的，與猜想符合，可嘗試用于鋼筋阻銹劑。

而廈門大學(xué)趙冰等人曾對(duì)D-葡萄糖酸鈉的阻銹緩蝕作用做過(guò)電化學(xué)的研究，主要應(yīng)用線性極化法、電化學(xué)噪音等電化學(xué)方法研究緩凝劑在含氯離子環(huán)境中對(duì)鋼筋電化學(xué)腐蝕行為的影響及其阻銹作用。試驗(yàn)得出結(jié)論：D-葡萄糖酸鈉具有較大的噪音電阻和譜噪音電阻，即其緩蝕效果較好。

2 D-葡萄糖酸鈉作為高性能混凝土阻銹劑的試驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)以C50高性能混凝土基準(zhǔn)配合比，采用等量?jī)?nèi)摻法，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)混凝土較優(yōu)的組分（硅灰摻量固定為水泥質(zhì)量的5%，粉煤灰摻量固定為30%，水膠比定為0.33），通過(guò)改變D-葡萄糖酸鈉的含量，采用混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測(cè)定方法（RCM法）測(cè)定混凝土試塊的抗氯離子滲透性。該方法可以定量評(píng)價(jià)混凝土抵抗氯離子擴(kuò)散的能力，以此作為評(píng)價(jià)氯離子侵蝕環(huán)境下混凝土阻銹抗蝕性能的主要依據(jù)。按照以下6組配合比方案制作混凝土試塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)90天，進(jìn)行RCM法試驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并按照RCM法測(cè)定氯離子擴(kuò)散系數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)果評(píng)定。

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3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

本文中高性能混凝土阻銹抗蝕性能試驗(yàn)主要采用混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測(cè)定方法（RCM法）。

表4 RCM法試驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，高性能混凝土的抗氯離子滲透性，有三組達(dá)到了"很好"的水平，另外兩組達(dá)到"較好"水平。隨著D-葡萄糖酸鈉摻量的增加，抗氯離子滲透性增強(qiáng)，但并非呈線性增長(zhǎng)。而從第6組（對(duì)比組）看出，沒(méi)有添加D-葡萄糖酸鈉作為鋼筋阻銹劑的混凝土試塊，抗氯離子滲透性為"一般"，相差一個(gè)數(shù)量級(jí)。這說(shuō)明，配制出來(lái)的高性能混凝土表現(xiàn)出了非常良好的抗氯離子滲透性能，因此推斷其阻銹抗蝕性能優(yōu)良。

結(jié)論與展望

（1）初步研究表明，D-葡萄糖酸鈉用作混凝土的添加劑時(shí)，抗氯離子滲透性能良好。隨著摻量增加，混凝土的抗氯離子滲透性能增強(qiáng)。因此初步表明，D-葡萄糖酸鈉有可能用作一種新型環(huán)保型的鋼筋阻銹劑。但以往研究表明，D-葡萄糖酸鈉具有緩凝作用，尤其摻量多時(shí)更為明顯。工程中應(yīng)嚴(yán)格控制其摻量，以免帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。由此推斷D-葡萄糖酸鈉用作混凝土的添加劑時(shí)，應(yīng)該存在一個(gè)最佳摻量，使其負(fù)面效應(yīng)最小，成本較低。今后可作進(jìn)一步研究。

（2）鑒于時(shí)間有限，本文僅用快速測(cè)試方法（RCM法）評(píng)定D-葡萄糖酸鈉阻銹抗蝕性能，未作含有鋼筋的混凝土試塊的抗銹蝕性能試驗(yàn)。今后可進(jìn)一步做周期更長(zhǎng)，但更真實(shí)、準(zhǔn)確的鋼筋混凝土試塊的阻銹抗蝕性能研究。

（3）相比傳統(tǒng)的具有有毒、有致癌性等缺點(diǎn)的亞硝酸鹽類阻銹劑，D-葡萄糖酸鈉是一種有機(jī)外加劑，具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。若能應(yīng)用作阻銹劑，將有廣闊的前景。

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