D-葡萄糖酸鈉作為高性能混凝土阻銹劑的初探

宋明輝

（珠海泰基建筑設計工程有限公司，廣東 珠海 519000）

1 概況及D-葡萄糖酸鈉的簡介

D-葡萄糖酸鈉，分子式：C6H11O7Na，外觀為白色至淺黃色晶狀顆粒，在醫藥方面，常用于調節人體內酸堿平衡，以恢復神經正常作用，基于同樣的目的，用于食品添加劑。在工業方面，主要用作表面清洗劑。在混凝土方面的應用，以往主要用作緩凝劑，延緩水泥的水化反應，延長混凝土的凝結時間。有研究表明，D-葡萄糖酸鈉對混凝土有顯著的緩凝作用。同水膠比時，隨著D-葡萄糖酸鈉摻量的增加，混凝土的凝結時間，無論初凝時間還是終凝時間都有所延長，且當D-葡萄糖酸鈉摻量超過適宜摻量時會發生嚴重緩凝。D-葡萄糖酸鈉摻量為0.15%時，混凝土3d時甚至還未終凝，這即為混凝土的不正常凝結。由于緩凝劑摻量不當引起的混凝土在很長時間內不能硬化，會導致工程事故。而D-葡萄糖酸鈉對混凝土的阻銹抗蝕作用，以往少有這方面的研究。

外界環境中的氯離子以不同的方式侵入混凝土中，導致鋼筋銹蝕而使混凝土結構過早發生損壞，喪失耐久性能，從而嚴重影響其使用壽命。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，其首先應該能增大混凝土的電阻，對氯離子的滲透有良好的阻礙作用。

本研究對D-葡萄糖酸鈉能否增大溶液電阻首先作了如下實驗：在同等濃度的NaCl溶液中，改變D-葡萄糖酸鈉的含量，測量溶液電阻的變化。試驗結果如下：

?

從試驗結果可以看出，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。

而廈門大學趙冰等人曾對D-葡萄糖酸鈉的阻銹緩蝕作用做過電化學的研究，主要應用線性極化法、電化學噪音等電化學方法研究緩凝劑在含氯離子環境中對鋼筋電化學腐蝕行為的影響及其阻銹作用。試驗得出結論：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方案

實驗以C50高性能混凝土基準配合比，采用等量內摻法，根據以往經驗確定一個混凝土較優的組分（硅灰摻量固定為水泥質量的5%，粉煤灰摻量固定為30%，水膠比定為0.33），通過改變D-葡萄糖酸鈉的含量，采用混凝土氯離子擴散系數快速測定方法（RCM法）測定混凝土試塊的抗氯離子滲透性。該方法可以定量評價混凝土抵抗氯離子擴散的能力，以此作為評價氯離子侵蝕環境下混凝土阻銹抗蝕性能的主要依據。按照以下6組配合比方案制作混凝土試塊，標準養護90天，進行RCM法試驗，得出實驗結果并按照RCM法測定氯離子擴散系數參考標準進行結果評定。

?

?

3 試驗結果及分析

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

表4 RCM法試驗結果

從實驗結果可以看出，高性能混凝土的抗氯離子滲透性，有三組達到了"很好"的水平，另外兩組達到"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，但并非呈線性增長。而從第6組（對比組）看出，沒有添加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"，相差一個數量級。這說明，配制出來的高性能混凝土表現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良。

結論與展望

（1）初步研究表明，D-葡萄糖酸鈉用作混凝土的添加劑時，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。因此初步表明，D-葡萄糖酸鈉有可能用作一種新型環保型的鋼筋阻銹劑。但以往研究表明，D-葡萄糖酸鈉具有緩凝作用，尤其摻量多時更為明顯。工程中應嚴格控制其摻量，以免帶來負面效應。由此推斷D-葡萄糖酸鈉用作混凝土的添加劑時，應該存在一個最佳摻量，使其負面效應最小，成本較低。今后可作進一步研究。

（2）鑒于時間有限，本文僅用快速測試方法（RCM法）評定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。今后可進一步做周期更長，但更真實、準確的鋼筋混凝土試塊的阻銹抗蝕性能研究。

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

[1]胡延燕，黃汝杰等.葡萄糖酸鈉對混凝土性能的影響[J]，混凝土，2008，（5）.

[2]胡紅梅，馬保國，錢剛等.海底隧道襯砌混凝土抗蝕影響因素分析與模擬[J]，武漢理工大學學報，2007，（3）：46～49.

[3]趙冰，杜榮歸，林昌健.三種有機緩蝕劑對鋼筋阻銹作用的電化學研究 [J].電化學，2005，（4）.