[發明專利]一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土制備方法

有效

• 申請號: 202011481731.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112479656B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 陳順;徐慧;蘇英;賀行洋;張博;李韋龍;劉巧;熊國慶;黃震宇;陳威;王傳輝
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B111/20;C04B111/27
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 吳楚

本發明涉及一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土制備方法，先制備硅烷季銨鹽和銅離子改性的硅灰，再制備羧基硅烷改性的納米二氧化硅，將二者作為混凝土摻合料制備得到耐生物腐蝕的混凝土。本發明制備的耐生物腐蝕的混凝土工藝簡單、生產成本低，解決了普通混凝土材料易受生物腐蝕的問題，制備的耐生物腐蝕混凝土具有較高的抗壓強度、抗氯離子侵蝕、抗滲性和耐生物腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于混凝土生產技術領域，具體涉及一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土制備方法。

背景技術

混凝土是當今世界上用途最廣、用量最大的一種土木工程材料。混凝土結構材料自身和使用環境的特點使得混凝土結構出現耐久性不足等問題，以至于變形裂縫、表面脫落、鋼筋銹蝕等病害現象逐漸增多。而微生物腐蝕的形成是動態的，即處于潮濕和干燥的流水侵蝕，其主要是污水中的有機硫化物，硫酸根離子、氯離子等腐蝕性物質的侵蝕以及微生物自身代謝產物的促進腐蝕作用，此外還遭受著更為嚴重的碳化作用以及水壓滲透作用。與普通工程相比，易受到腐蝕的工程面臨著防護修護的難題，具有可操作空間小、施工技術復雜、施工方法不成熟等問題，再加上環境復雜等特點，因此混凝土主體結構一旦破壞而要進行更換和翻修會異常困難，且費用巨大。

國內外提高混凝土的耐生物腐蝕性能的措施通常是改善混凝土自身的性能、涂刷防水防腐蝕涂層材料、摻生物殺菌劑和封堵滲漏水等技術措施。但是存在施工工藝復雜、難度高、抗腐蝕效果不佳等問題。因此根據耐生物腐蝕混凝土結構性能要求高和環境復雜的特點，急需研制出一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土。耐生物腐蝕混凝土相比于普通混凝土，強度得到了改善，具有更優良耐酸性、抗裂性和抗滲性，極其適用于海洋工程和污水工程中。

CN107935506A公開了一種抗腐蝕混凝土及其制備方法，使用硅酸鹽水泥、鋼渣集料和鋼纖維等制備高強、高延性、和較強耐酸堿性能的抗腐蝕混凝土。但是使用材料偏多，制備方法和要求較復雜。CN110698098A公開了一種抗腐蝕鐵尾礦骨料、抗腐蝕性混凝土及其制備方法，使用六種級配的尾礦石制備的抗腐蝕混凝土。但是因不同級配尾礦石的分選和有害物質的控制存在不可控性，同時摻入鐵尾礦的混凝土在抗酸侵蝕時內部容易發生腐蝕破壞。CN104230217B公開了一種抗腐蝕混凝土的制作方法，使用膠結料、細骨料、粗骨料、水、高效減水劑制備的抗腐蝕混凝土。但是均為使用在耐微生物腐蝕方面，且這些配方無法準確應對微生物腐蝕的復雜環境。

因此，本發明提出一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土材料制備方法，來實現混凝土的耐腐蝕功能，具有重要的經濟價值和現實意義。

發明內容

鑒于現有的技術方法，本發明提供了一種具有表面調節功能的混凝土材料的制備方法，該制備方法成本低廉，工藝簡單，所制得的混凝土材料相較普通混凝土抗壓強度，抗滲性能和耐腐蝕性能得到提升。

本發明解決上述技術問題所采用的方案是：

一種具有表面調節功能的耐生物腐蝕的混凝土制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

1)向硅灰中加入硅烷季銨鹽，在40～50℃下不斷機械攪拌，反應4～8小時，加入銅鹽、還原劑，最終得到覆蓋銅納米粒子的季銨鹽修飾硅灰，其中硅灰、硅烷季銨鹽、銅鹽、還原劑的質量比為10：(10～20)：(5～8)：(5～8)；

2)向納米二氧化硅中加入羧基硅烷，其中二氧化硅與羧基硅烷的質量比為15：(10～20)，在30～40℃下不斷機械攪拌，反應2～4小時，離心分離得到羧胺基化改性的納米二氧化硅；

3)取步驟1)所得改性硅灰，步驟2)所得改性納米二氧化硅，水泥，有機硅，砂，碎石混合攪拌1min后，均勻緩慢的加入水，減水劑，其中改性硅灰、改性納米二氧化硅、水泥、有機硅、砂、碎石、水、減水劑的質量比為(10-20)：(10-25)：(300-500)：(10-20)：(700-900)：(300-500)：(200-500)：(2-6)，混合物攪拌3-4min即得耐生物腐蝕的混凝土。