[發(fā)明專利]一種Co-Ni共摻的耐蝕玻璃及其制備和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611040063.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN106746673B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 張騰;彭兵
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C4/20;C03C3/064
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;林文弘

本發(fā)明公開了一種Co?Ni共摻的耐蝕玻璃及其制備和使用方法，原料組成為B₂O₃、SiO₂、Na₂O、K₂O、Co₂O₃和Ni₂O₃，其摩爾比為0~15:20~40:10~30:10~30:5~25:5~25。添加高濃度Na₂O與K₂O，提高玻璃與混凝土的相容性，并增大玻璃的熱膨脹系數(shù)，顯著降低玻璃的封接溫度；SiO₂為主的逆性網(wǎng)絡，提高玻璃的耐蝕性，并與混凝土中的CaO反應，在鋼筋表面生成致密的CaSiO₃層，阻止鋼筋的腐蝕；玻璃中高濃度Co₂O₃和Ni₂O₃生成尖晶石結(jié)構(gòu)的固溶體，與鋼筋表面氧化層緊密搭接，顯著增強玻璃與鋼筋的附著力。本發(fā)明原料價格低廉，工藝穩(wěn)定，達到實用化和工業(yè)化的條件。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬構(gòu)件的玻璃涂層領域，具體涉及一種Co-Ni共摻的耐蝕玻璃及其制備和使用方法。

背景技術

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋及混凝土兩種力學性能完全不同的材料所組成的復合材料，它有效利用了鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，在實際施工中應用廣泛。然而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕會嚴重影響鋼筋的力學性能，降低鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力，從而引起混凝土脹裂破壞，帶來嚴重的安全隱患。目前，國內(nèi)外研究者主要通過提高鋼筋混凝土與混凝土的密實性等措施來減少鋼筋在混凝土中的電化學腐蝕。國內(nèi)外近期研究還表明，通過鋼筋表面涂覆玻璃涂層可以有效隔絕混凝土對鋼筋的腐蝕。然而，如何在鋼筋表面涂覆致密的玻璃涂層并在長期服役過程中保持良好的界面結(jié)合力是應用過程中亟待解決的問題。此外，涂層自身在混凝土中往往會發(fā)生腐蝕，喪失對鋼筋的保護作用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種Co-Ni共摻的耐蝕玻璃及其制備和使用方法，通過添加高濃度Na₂O與K₂O并保持二者濃度為1：1，充分發(fā)揮混合堿效應，不僅能夠保持玻璃的高堿度，提高其與混凝土的相容性，而且能夠增大玻璃的熱膨脹系數(shù)，減小涂層與鋼筋的熱膨脹系數(shù)差異，還顯著降低玻璃的封接溫度。SiO₂構(gòu)成的逆性玻璃網(wǎng)絡，不僅能夠提高玻璃的耐蝕性，還能夠與混凝土中的CaO反應，在鋼筋表面生成致密的CaSiO₃層，進一步阻止鋼筋的腐蝕。熔融急冷制備的玻璃中高濃度的Co²⁺及Ni²⁺，不僅能夠充當還原劑，有效阻止鋼筋在封接過程的碳化和過度氧化，而且能夠在封接界面構(gòu)成濃度起伏，促進生成具有尖晶石結(jié)構(gòu)的固溶體（Co，Ni）₂O₃，與鋼筋表面的氧化層（Fe₂O₃）形成共格界面，顯著增強玻璃與鋼筋的附著力。本發(fā)明選擇的制備原料價格低廉，工藝穩(wěn)定，達到了實用化和工業(yè)化的條件。

本發(fā)明是通過如下技術方案實施的：

一種Co-Ni共摻的耐蝕玻璃的原料組成為B₂O₃、SiO₂、Na₂O、K₂O、Co₂O₃和Ni₂O₃，其摩爾比為0~15:20~40:10~30:10~30:5~25:5~25，其中Na₂O和K₂O的摩爾比為1:1；優(yōu)選的摩爾比為0~10:20~30:15~25:15~25:10~20:10~20，其中Na₂O和K₂O的摩爾比為1:1。

制備如上所述的Co-Ni共摻的耐蝕玻璃的方法包括以下步驟：