[發明專利]基于化學鍍法在混凝土表面制備的抗菌保護層及制備方法

有效

• 申請號: 202110279133.7
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN112979344B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 梁云超;儲洪強;宋子健;王琳;郭明志;蔣林華
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C04B41/71
• 分類號: C04B41/71
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 毛燕飛

本發明公開了一種基于化學鍍法在混凝土表面制備的抗菌保護層及制備方法，包括：配置敏化液、活化液、化學鍍液，以及殼聚糖溶液；對混凝土基體表面進行預處理，之后采用殼聚糖溶液對混凝土基體的表面進行處理，在混凝土基體的表面形成一層殼聚糖膜；依次采用敏化液、活化液和化學鍍液在混凝土基體的表面沉積還原膜層、催化金屬層和氧化亞銅層。本發明在混凝土表面制備氧化亞銅抗菌保護層的過程中，采用以殼聚糖為改性劑對混凝土表面進行改性，將化學鍍液中生成的氧化亞銅顆粒吸附到混凝土表面，從而有利于在混凝土表面形成結合牢固的氧化亞銅保護層。

技術領域

本發明屬于混凝土領域，具體涉及一種基于化學鍍法在混凝土表面制備的抗菌保護層及制備方法。

背景技術

混凝土由于具有高強度、低成本、易澆筑成型、耐久性良好等優點，廣泛應用于海洋、地下、橋梁等工程領域。但在污水環境中，微生物在混凝土表面的代謝活動和腐蝕作用加速了混凝土的腐蝕速率，從而大大縮短混凝土結構的服役壽命。混凝土微生物腐蝕是由于硫酸鹽還原細菌、硫氧化細菌等細菌代謝生成的生物硫酸，與混凝土中的氫氧化鈣發生反應生成石膏，繼而與混凝土中多余的鋁酸三鈣反應生成膨脹性產物鈣礬石，導致混凝土結構開裂。同時，混凝土中的水化硅酸鈣凝膠會發生分解，生成不溶且無膠結作用的膠體，使混凝土損傷不斷擴大。

目前，混凝土微生物腐蝕防護技術主要通過混凝土改性、使用保護涂層以及微生物滅殺等技術。氧化亞銅是一種在微生物防腐中廣泛應用的殺菌劑，通過抑制生物機體中主酶對生物生命代謝的活化作用，使生物體內蛋白質凝固，從而達到殺菌的作用，常用于制造船底防污漆(用來殺死低級海生動物)、殺蟲劑等。Hewayde等人(2005)證明了在地下管道上涂覆氧化亞銅可有效抑制混凝土下水道中的硫酸鹽還原菌的生長并控制硫化物的產生。目前主要通過直接摻合、表面涂覆和通過電化學沉積法沉積氧化亞銅涂層進行混凝土改性。通過摻合的方式將殺菌劑加入混凝土，雖可有效改善混凝土微生物腐蝕，但極有可能降低混凝土自身結構性能。而傳統保護涂層工藝存在與混凝土粘結力差、易剝落和收縮開裂等問題。采用電化學沉積的技術是在弱電場的影響下，將氧化亞銅粒子打入混凝土和沉積在混凝土表面，可提高沉積層與混凝土的粘結力，但采用的設備復雜、且具有耗時長和能耗大等缺點。

發明內容

針對現有技術中不容易在混凝土的表面電鍍抗菌涂層的問題，本發明提出一種基于化學鍍法在混凝土表面沉積抗菌保護層的方法和應用。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于化學鍍法在混凝土表面沉積抗菌保護層的方法，包括：

配置敏化液、活化液、化學鍍液，以及殼聚糖溶液；

對混凝土基體表面進行預處理，之后采用殼聚糖溶液對混凝土基體的表面進行處理，在混凝土基體的表面形成一層殼聚糖膜；

依次采用敏化液、活化液和化學鍍液在混凝土基體的表面沉積還原膜層、催化金屬層和氧化亞銅層。

作為本發明的進一步改進，所述殼聚糖溶液濃度為20～40g/L。

作為本發明的進一步改進，所述殼聚糖溶液濃度為30g/L。

作為本發明的進一步改進，包括采用浸漬、噴射的方式在混凝土基體的表面沉積殼聚糖膜。

作為本發明的進一步改進，所述化學鍍液包括以下成分：

0.02-0.1mol/L的Cu²⁺

0.05-0.1mol/L的氰化鈉或氰化鉀

30-45g/L的乳酸

12-18ml/L的甲醛。

作為本發明的進一步改進，制作所述氧化亞銅層時，將所述混凝土基體浸漬在65～85℃中的化學鍍液中至少4h。