一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于钢筋腐蚀防护涂料技术领域，具体涉及一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料及其制备方法，本发明专利技术的靶向防护材料包括普通硅酸盐水泥、水滑石材料和水，所述水滑石材料为CaAl‑NO

【技术实现步骤摘要】
一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料及其制备方法
本专利技术属于钢筋腐蚀防护涂料
，具体涉及一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料及其制备方法。
技术介绍
随着经济发展的需要，一些超级海洋工程不断地涌现，越来越多的大型钢筋混凝土结构被投入使用，但腐蚀破坏造成的经济总损失也愈来愈多。其中，氯离子引发的钢筋锈蚀是导致海洋环境下钢筋混凝土结构提早失效的最主要因素之一。因此，钢筋混凝土结构中的氯离子侵蚀问题的有效解决，对于延长混凝土的服役寿命、满足社会需求和促进经济发展有着十分重要的意义。钢筋表面涂层因技术简单、易于大规模应用、防护性能优异等优点，被认为是钢筋混凝土腐蚀防护的重要技术之一。但是目前应用较多的传统钢筋涂层普遍存在生产成本高、易损坏造成点蚀、与混凝土相容性差、易致毒致癌等问题，这些问题都制约着钢筋涂层在实际工程中的广泛应用。而在钢筋表面涂覆水泥浆涂层由于具有成本低廉，与混凝土基体相容性好等优点，被认为是最简单有效的方法之一。然而，水泥浆涂层的孔隙缺陷较多，离子易侵入，实际的保护效果受到了一定的影响。此外，目前应用的水泥浆涂层在氯离子侵入后并不能达到二次保护的效果，更不能形成对钢筋的靶向防护。因此，有必要对水泥浆涂料进行改性，以改善其空隙较多的问题，并提高其对钢筋的靶向防护作用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料及其制备方法，该靶向防腐材料成本低廉，与混凝土相容性好，当氯离子侵入时能特异性识别氯离子，并释放出阻锈阴离子，形成二次屏障，从而极大提升了水泥浆涂层对钢筋的腐蚀防护能力。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术一方面提供了一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，所述靶向防护材料包括以下重量份的成分：普通硅酸盐水泥70-120份，水滑石材料2-8份，水30-50份；所述水滑石材料为CaAl-NO3型水滑石材料或/和MgAl-NO3型水滑石材料。作为本专利技术的一种优选实施方式，上述的一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料包括以下重量份的成分：普通硅酸盐水泥100份，水滑石材料2-4份，水45份。所述水滑石材料为CaAl-NO3型水滑石材料或/和MgAl-NO3型水滑石材料。优选地，所述水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料应用于钢筋时，在钢筋表面的涂抹厚度为1.5mm-2.5mm。优选地，所述普通硅酸盐水泥为建筑行业常用PO42.5普通硅酸盐水泥。本专利技术另一方面提供了上述的水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料的制备方法，包括以下步骤：S1、制备水滑石材料：S11、将硝酸钙或硝酸镁和硝酸铝一起溶于沸水中，超声后获得溶液Ⅰ；将硝酸钠和氢氧化钠溶于沸水中，超声后获得溶液Ⅱ；S12、将溶液Ⅰ、溶液Ⅱ混合后获得反应液Ⅲ，反应液Ⅲ置于50℃-90℃的恒温水浴中搅拌30-45min；S13、将搅拌后的反应液Ⅲ置于90-150℃下水热反应24-48h，最后经洗涤、干燥、研磨后获得CaAl-NO3型水滑石材料或MgAl-NO3型水滑石材料；S2、制备水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料：将普通硅酸盐水泥、水滑石材料以及水搅拌均匀后即制备得到水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料。本专利技术的水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料的制备工艺简单，先通过水热法制备水滑石材料，然后与普通硅酸盐水泥和水混匀后制备得到；同时，本专利技术利用水滑石的靶向吸附特性，不仅在固化渗透侵入的氯离子的同时能释放出具有阻锈作用的硝酸根，还能有效填补水泥浆保护层的孔隙缺陷，从而阻隔钢筋氯离子腐蚀的发生，形成“二次屏障”(其原理如图1所示)，与纯水泥浆相比防腐性能更佳优异，并且克服了传统有机涂层高成本、与混凝土相容性差、易损坏造成点蚀、易致毒致癌等问题，应用前景更广阔。优选地，制备CaAl-NO3型水滑石材料时，硝酸钙、硝酸铝、硝酸钠、氢氧化钠的质量比为20-25:8-20:16-18:10-20。进一步地，硝酸钙、硝酸铝、硝酸钠、氢氧化钠的质量比为23.62：18.75g：17.0：12.0。优选地，制备MgAl-NO3型水滑石材料时，硝酸镁、硝酸铝、硝酸钠、氢氧化钠的质量比为24-28:8-20:16-18:10-20。进一步地，硝酸镁、硝酸铝、硝酸钠、氢氧化钠的质量比为25.6：18.75g：17.0：12.0。优选地，所述硝酸铝与沸水的料液比为(8-20)g/200mL。进一步地，硝酸铝与沸水的料液比为18.75g/200mL。优选地，所述硝酸钠与沸水的料液比为(16-18)g/100mL。进一步地，硝酸钠与沸水的料液比为17.0g/100mL。优选地，所述反应液Ⅲ置于60℃的恒温水浴中搅拌30min。优选地，所述反应液Ⅲ置于120℃下水热反应24h。优选地，步骤S13中，所述洗涤为依次用水和无水乙醇各抽滤洗涤三次。优选地，步骤S13中，所述干燥为25-45℃下真空干燥48h。优选地，步骤S13中，所述研磨为研磨至200目。优选地，按照常规水泥浆的搅拌操作，步骤S2中，水分两次加入，持续搅拌3-6min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，所述靶向防护材料包括普通硅酸盐水泥、水滑石材料和水，所述水滑石材料为CaAl-NO3型水滑石材料或/和MgAl-NO3型水滑石材料；在制备方法上，先通过水热法制备水滑石材料，然后与普通硅酸盐水泥和水混匀后制备得到。本专利技术总体而言具有以下优点：(1)通过水滑石材料一方面能够有效改善水泥浆的孔隙结构，另一方面当氯离子侵入时，能够有效捕捉氯离子并释放阻锈阴离子，形成第二道屏障，从而极大提升水泥浆涂层对钢筋的防护能力；(2)由于合成的MgAl/CaAl水滑石类似于水泥的水化产物，使得本专利技术的水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料与混凝土的相容性好，对混凝土基体无副作用；(3)本专利技术的水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料的制备工艺简单，成本低廉，且绿色环保，具有广阔的应用前景。附图说明图1为水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料提升钢筋耐腐蚀性的原理图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为可通过常规的商业途径购买得到的。实施例1一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料按重量份数计，包括普通硅酸盐水泥(建筑行业常用PO42.5普通硅酸盐水泥)100g，CaAl-NO3型水滑石材料2g，水45g。上述水滑石基水泥浆钢筋表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：/n普通硅酸盐水泥70-120份，水滑石材料2-8份，水30-50份；/n所述水滑石材料为CaAl-NO

【技术特征摘要】
1.一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
普通硅酸盐水泥70-120份，水滑石材料2-8份，水30-50份；
所述水滑石材料为CaAl-NO3型水滑石材料或/和MgAl-NO3型水滑石材料。


2.根据权利要求1所述的一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，其特征在于，包括以下重量份的成分：
普通硅酸盐水泥100份，水滑石材料2-4份，水45份。


3.根据权利要求1或2所述的一种水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料，其特征在于，所述水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料应用于钢筋时，在钢筋表面的涂抹厚度为1.5mm-2.5mm。


4.权利要求1-3任一项所述的水滑石基水泥浆钢筋表面靶向防护材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备水滑石材料：
S11、将硝酸钙或硝酸镁和硝酸铝一起溶于沸水中，超声后获得溶液Ⅰ；将硝酸钠和氢氧化钠溶于沸水中，超声后获得溶液Ⅱ；
S12、将溶液Ⅰ、溶液Ⅱ混合后获得反应液Ⅲ，反应液Ⅲ置于50℃-90℃的恒温水浴中搅拌30-45min；
S13、将搅拌后的反应液Ⅲ置于90-150℃下水热反应24-48h，最后经洗涤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟华，陈梦竹，郑海兵，谷镇江，江龙，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44