[發(fā)明專利]一種改性層狀硅酸鹽及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112707405B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肇嘉;李揚(yáng);黃天勇;房桂明;陳旭峰;張?jiān)鰤?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號: C01B33/42
• 分類號: C01B33/42;C04B22/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 錢云

本發(fā)明涉及建筑材料和化學(xué)建材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性層狀硅酸鹽及其制備方法與應(yīng)用。所述改性層狀硅酸鹽的制備方法包括如下步驟：(1)以層狀硅酸鹽和堿溶液為原料，攪拌均勻后，烘干得羥基活化的層狀硅酸鹽；(2)將所述羥基活化的層狀硅酸鹽和偶聯(lián)劑反應(yīng)1～2h后，在120～180℃下焙燒2～3h。利用上述方法制得的改性層狀硅酸鹽在防腐蝕混凝土中使用時(shí)，能夠增加混凝土的疏水性，混凝土抗蝕系數(shù)提升16～23％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建筑材料和化學(xué)建材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性層狀硅酸鹽及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著混凝土工程建設(shè)的發(fā)展，混凝土的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展到海洋、鹽湖等環(huán)境中；然而，上述環(huán)境中高濃度的硫酸根離子和氯離子會(huì)腐蝕混凝土從而影響混凝土的耐久性。混凝土腐蝕的主要原因即在于外界環(huán)境水中離子的滲入。氯離子可破壞混凝土鋼筋的鈍化膜，加速鋼筋的腐蝕。低濃度的氯離子與水泥水化產(chǎn)物多硫型水化硫鋁酸鈣AFm反應(yīng)，生成庫澤爾鹽；高濃度的氯離子與AFm反應(yīng)生成弗里德爾鹽，減少了鈣礬石等水化產(chǎn)物的產(chǎn)量。硫酸根離子與水化產(chǎn)物AFm反應(yīng)生成二次鈣礬石，體積增加一倍，造成膨脹破壞。硫酸根離子還可以與水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應(yīng)，生成二次石膏，發(fā)生體積膨脹破壞。

目前，通過對混凝土進(jìn)行疏水化處理可以大大減小有害離子的滲入量。然而，傳統(tǒng)疏水化處理多采用混凝土外涂防水乳液的方法，該方法不僅多增加一道施工工序，且外涂防水的耐久性很難保證。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種改性層狀硅酸鹽的制備方法、以及利用該方法制得的改性層狀硅酸鹽，以該改性層狀硅酸鹽為主要原料制得的混凝土具有良好的抗腐蝕性，尤其適用于海洋、鹽湖等惡劣環(huán)境；本發(fā)明的另一目的是提供該改性層狀硅酸鹽的應(yīng)用。

具體地，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種改性層狀硅酸鹽的制備方法，包括如下步驟：

(1)以層狀硅酸鹽和堿溶液為原料，攪拌均勻后，烘干得羥基活化的層狀硅酸鹽；

(2)將所述羥基活化的層狀硅酸鹽和偶聯(lián)劑反應(yīng)1～2h后，在120～180℃下焙燒2～3h。

本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，層狀硅酸鹽礦物本身為層狀結(jié)構(gòu)，在粉末破碎過程中會(huì)形成微米級的層臺狀結(jié)構(gòu)，從而增加其表面的粗糙度；進(jìn)一步地，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn)，在層臺狀結(jié)構(gòu)的層狀硅酸鹽表面進(jìn)行改性，可進(jìn)一步增加其疏水性能。

為了進(jìn)一步提升改性層狀硅酸鹽的疏水性，本發(fā)明對其制備方法進(jìn)行了優(yōu)化，具體如下：

作為優(yōu)選，所述層狀硅酸鹽為選自白云母、絹云母、鈉云母、金云母、黑云母、鐵黑云母、鋰云母、蛭石中的一種或幾種；優(yōu)選所述層狀硅酸鹽的粒徑小于300目。

作為優(yōu)選，所述堿溶液為選自氫氧化鈉水溶液、碳酸氫氨水溶液、氨水水溶液中的一種或幾種；優(yōu)選所述堿溶液的濃度為10～20％。

本發(fā)明中，采用上述層狀硅酸鹽、及上述堿溶液更有利于制備高疏水性的改性層狀硅酸鹽。

作為優(yōu)選，步驟(1)中，所述層狀硅酸鹽與所述堿溶液的質(zhì)量比為1：(5～10)。

針對本發(fā)明的反應(yīng)體系，當(dāng)所述層狀硅酸鹽與所述堿溶液的質(zhì)量比為1：(5～10)時(shí)，效果最佳。

作為優(yōu)選，所述偶聯(lián)劑為選自十六烷基三甲基溴化銨、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。

進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑以偶聯(lián)劑稀釋液的形式加入。

更進(jìn)一步地，按質(zhì)量比計(jì)，在所述偶聯(lián)劑稀釋液中，乙醇：水：偶聯(lián)劑＝1：8：1。