[發明專利]多孔陶瓷負載型氯離子固化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011029808.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112125571B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 譚洪波;呂周嶺;馬保國;李相國;蹇守衛;黃健;劉曉海
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B38/06;C04B35/14;C04B35/622
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發明提供一種多孔陶瓷負載型氯離子固化劑及其制備方法和應用，該制備方法，包括以下步驟：1)將真空干燥處理的多孔陶瓷置入飽和氫氧化鋇溶液中，混合均勻后，常溫真空保持10?15min，再常壓靜置20?25min，然后，于50?70℃下真空干燥，使氫氧化鋇結晶于多孔陶瓷顆粒內部，得到多孔陶瓷/氫氧化鋇復合材料；2)將羥乙基纖維素溶液均勻噴灑于多孔陶瓷顆粒/氫氧化鋇復合材料表面，經50?70℃干燥1?3h后，得到多孔陶瓷負載型氯離子固化劑。本發明可大大提高所得的氯離子固化劑在水泥漿體中的穩定性，使其在不影響水泥凝結時間和其他工作性能的同時，能夠在水泥水化后期階段緩慢釋放結晶調節劑，大大提高體系中Friedel鹽含量，實現對鋼筋混凝土內部自由氯離子的有效固化。

技術領域

本發明涉及鋼筋混凝土氯離子固化劑技術領域，特別涉及一種多孔陶瓷負載型氯離子固化劑及其制備方法和應用。

背景技術

鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結構耐久性的主要因素之一。鋼筋混凝土由于自身孔隙溶液的高pH值，使鋼筋表面發生鈍化阻止電化學腐蝕的發生。然而，在高氯離子含量的海水海沙等環境中，自由氯離子會通過混凝土擴散和遷移至鋼筋表面，加速鋼筋發生銹蝕，降低鋼筋混凝土結構的使用壽命。

為解決鋼筋混凝土結構中氯離子侵蝕問題，目前的解決方法主要包括使用環氧鋼筋、不銹鋼鋼筋、表面涂層、電化學陰極保護等方法。這幾種方法均通過工藝處理在鋼筋表面實現了氯離子的隔離，避免了鋼筋發生銹蝕，但自由氯離子在鋼筋表面的大量堆積依然使鈍化膜薄弱區域存在腐蝕風險，未能持久阻止電化學腐蝕的發生。此外，還存在鋼筋結構強度降低，成本及維護費用較高等問題。因此，亟需開發出一種新型解決方案能夠在混凝土層抑制自由氯離子的擴散和遷移，有效防止鋼筋表面發生銹蝕。

相關學者基于氯離子原位固化原理，提出了一種氯離子固化的方案，可以從根本上解決氯離子腐蝕鋼筋問題。原位固化主要是指利用水泥水化產物通過物理吸附或者化學結合方式，將自由氯離子轉化為非自由氯離子。水泥在水化過程中，產生的AFm結構([Ca₂Al(OH)₆·2H₂O]⁺)會和氯離子反應生成Friedel鹽([Ca₂Al(OH)₆·2H₂O]₂·Cl₂·4H₂O)，從而通過化學結合的方式將自由氯離子得到固定，但是由于AFm結構優先和水泥中硫酸根反應，通過化學結合方式固定氯離子的能力會大大削弱。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種多孔陶瓷負載型氯離子固化劑的制備方法，所得的氯離子固化劑在水泥漿體中性能穩定，不影響水泥凝結時間和其他工作性能，到水泥水化后期階段緩慢釋放結晶調節劑，在結晶調節劑作用下，體系中Friedel鹽含量增加，自由氯離子含減少，有效解決了現有混凝土抗氯離子遷移和擴散能力低，導致混凝土中鋼筋銹蝕風險較高的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種多孔陶瓷負載型氯離子固化劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將真空干燥處理的多孔陶瓷置入飽和氫氧化鋇溶液中，混合均勻后，常溫真空保持10-15min，再常壓靜置20-25min，然后，于50-70℃下真空干燥，使氫氧化鋇結晶于多孔陶瓷顆粒內部，得到多孔陶瓷/氫氧化鋇復合材料；

2)將羥乙基纖維素溶液均勻噴灑于多孔陶瓷顆粒/氫氧化鋇復合材料表面，經50-70℃干燥1-3h后，得到多孔陶瓷負載型氯離子固化劑。

可選地，按重量份計，所述步驟1)中所述真空干燥處理的多孔陶瓷為100-120份，所述飽和氫氧化鋇溶液200-240份。

可選地，所述步驟1)中所述多孔陶瓷采用以下方法制得：