[发明专利]多孔陶瓷负载型氯离子固化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种多孔陶瓷负载型氯离子固化剂及其制备方法和应用，该制备方法，包括以下步骤：1)将真空干燥处理的多孔陶瓷置入饱和氢氧化钡溶液中，混合均匀后，常温真空保持10‑15min，再常压静置20‑25min，然后，于50‑70℃下真空干燥，使氢氧化钡结晶于多孔陶瓷颗粒内部，得到多孔陶瓷/氢氧化钡复合材料；2)将羟乙基纤维素溶液均匀喷洒于多孔陶瓷颗粒/氢氧化钡复合材料表面，经50‑70℃干燥1‑3h后，得到多孔陶瓷负载型氯离子固化剂。本发明可大大提高所得的氯离子固化剂在水泥浆体中的稳定性，使其在不影响水泥凝结时间和其他工作性能的同时，能够在水泥水化后期阶段缓慢释放结晶调节剂，大大提高体系中Friedel盐含量，实现对钢筋混凝土内部自由氯离子的有效固化。

技术领域

本发明涉及钢筋混凝土氯离子固化剂技术领域，特别涉及一种多孔陶瓷负载型氯离子固化剂及其制备方法和应用。

背景技术

钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素之一。钢筋混凝土由于自身孔隙溶液的高pH值，使钢筋表面发生钝化阻止电化学腐蚀的发生。然而，在高氯离子含量的海水海沙等环境中，自由氯离子会通过混凝土扩散和迁移至钢筋表面，加速钢筋发生锈蚀，降低钢筋混凝土结构的使用寿命。

为解决钢筋混凝土结构中氯离子侵蚀问题，目前的解决方法主要包括使用环氧钢筋、不锈钢钢筋、表面涂层、电化学阴极保护等方法。这几种方法均通过工艺处理在钢筋表面实现了氯离子的隔离，避免了钢筋发生锈蚀，但自由氯离子在钢筋表面的大量堆积依然使钝化膜薄弱区域存在腐蚀风险，未能持久阻止电化学腐蚀的发生。此外，还存在钢筋结构强度降低，成本及维护费用较高等问题。因此，亟需开发出一种新型解决方案能够在混凝土层抑制自由氯离子的扩散和迁移，有效防止钢筋表面发生锈蚀。

相关学者基于氯离子原位固化原理，提出了一种氯离子固化的方案，可以从根本上解决氯离子腐蚀钢筋问题。原位固化主要是指利用水泥水化产物通过物理吸附或者化学结合方式，将自由氯离子转化为非自由氯离子。水泥在水化过程中，产生的AFm结构([Ca₂Al(OH)₆·2H₂O]⁺)会和氯离子反应生成Friedel盐([Ca₂Al(OH)₆·2H₂O]₂·Cl₂·4H₂O)，从而通过化学结合的方式将自由氯离子得到固定，但是由于AFm结构优先和水泥中硫酸根反应，通过化学结合方式固定氯离子的能力会大大削弱。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种多孔陶瓷负载型氯离子固化剂的制备方法，所得的氯离子固化剂在水泥浆体中性能稳定，不影响水泥凝结时间和其他工作性能，到水泥水化后期阶段缓慢释放结晶调节剂，在结晶调节剂作用下，体系中Friedel盐含量增加，自由氯离子含减少，有效解决了现有混凝土抗氯离子迁移和扩散能力低，导致混凝土中钢筋锈蚀风险较高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多孔陶瓷负载型氯离子固化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将真空干燥处理的多孔陶瓷置入饱和氢氧化钡溶液中，混合均匀后，常温真空保持10-15min，再常压静置20-25min，然后，于50-70℃下真空干燥，使氢氧化钡结晶于多孔陶瓷颗粒内部，得到多孔陶瓷/氢氧化钡复合材料；

2)将羟乙基纤维素溶液均匀喷洒于多孔陶瓷颗粒/氢氧化钡复合材料表面，经50-70℃干燥1-3h后，得到多孔陶瓷负载型氯离子固化剂。

可选地，按重量份计，所述步骤1)中所述真空干燥处理的多孔陶瓷为100-120份，所述饱和氢氧化钡溶液200-240份。

可选地，所述步骤1)中所述多孔陶瓷采用以下方法制得：