[发明专利]一种高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料，涉及建筑材料技术领域。本发明的抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料，包括以下重量份数的原料：基准水泥40‑60份，磷酸二氢钾5‑10份，镁砂5‑10份，硼砂0.5‑1份，石膏2份，偏高岭土10‑20份，激发剂2‑6份，分散剂0.2‑2份，纳米填料1‑10份。本发明的高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料，不仅能够降低混凝土内部游离氯离子含量，还能增强氯离子阻迁性，降低钢筋锈蚀破坏。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别是涉及一种高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料及其制备方法。

背景技术

在建筑领域，氯盐侵蚀是导致混凝土结构耐久性不足的最主要因素之一。研究表明引起钢筋锈蚀的氯离子主要是混凝土内部游离的氯离子，这部分氯离子浓度超过某一定值时能够与钢筋产生离子的去极化作用和导电作用，破坏钢筋表面钝化膜引起钢筋锈蚀。钢筋锈蚀到一定的程度就会导致混凝土的锈胀，加速钢筋混凝土结构的劣化，最终导致混凝土构件的承载力失效，影响建筑物的设计使用年限，降低使用寿命。混凝土材料对氯离子的固化作用能够降低游离氯离子的含量，从而降低钢筋发生锈蚀的风险。

国内外对混凝土氯离子固化做了大量的研究工作，但往往偏重于单一因素的研究。此外，对混凝土氯离子固化的研究工作主要集中在矿物掺合料中，对纳米材料和矿物掺合料复掺的研究甚少。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料，不仅能够降低混凝土内部游离氯离子含量，还能提高抵抗外界环境中氯离子侵蚀的能力。

一种高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料，包括以下重量份数的原料：

上述胶凝材料，偏高岭土中含有较高含量的二氧化硅和氧化铝，具有较高的火山灰活性，在激发剂的作用下与水泥净浆体系发生的化学反应，生成的碱性无机聚合物(Na,K)₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O和弗里德尔盐(Friedel's salt，3CaO-AlO₃-CaCl₂-10H₂O)能够化学固化游离的氯离子，提高水泥基材料的氯离子固化率；磷酸二氢钾、镁砂、石膏遇水反应生成MgKPO₄.6H₂O晶体和无定型凝胶，这些物质会附着在钢筋的表面形成钢筋保护膜，阻止钢筋发生腐蚀；纳米填料不仅能够改善水泥浆体内部孔结构，吸附部分游离的氯离子，还能够促进水泥水化反应降低水化热减少内部原始缺陷，增强基体的密实度和材料的氯离子阻迁性。

在其中一个实施例中，所述偏高岭土选用高活性偏高岭土，所述高活性高岭土中二氧化硅的含量≥54.66wt％，氧化铝的质量含量≥40.19wt％，所述高活性高岭土的比表面积为14.5～15.5m²/g。

在其中一个实施例中，所述激发剂选自：硅酸钠、氢氧化钠中的一种或两种。

在其中一个实施例中，所述激发剂选用硅酸钠和氢氧化钠的混合物，硅酸钠与氢氧化钠的摩尔比为1：0.5～1.5。

在其中一个实施例中，所述分散剂选自：阿拉伯树胶、聚羧酸减水剂、六偏磷酸钠、甲基纤维素中的一种或两种以上。

在其中一个实施例中，所述纳米填料选自：碳纳米管、石墨烯中的一种或两种。纳米填料可改善混凝土内部的孔隙结构，增大其迂曲程度，可以增强混凝土抵抗内外部抵抗氯离子侵蚀的性能。

在其中一个实施例中，所述纳米填料选用碳纳米管。

本发明还提供一种上述高抗氯离子侵蚀辅助胶凝材料的制备方法，包括以下步骤：

1)纳米填料预处理：将分散剂、水、纳米填料混合均匀，超声处理后，得到经表面处理的纳米填料悬浮液；