CN115180851A - 一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料及制备方法，将氢氧化镁，氯化亚铁和氯化铁，在水中搅拌使组分中含有纳米磁性四氧化三铁，再通过保护气氛煅烧得到抗氯离子氧化镁基胶凝材料。水合时形成致密的水合物，磁性纳米四氧化三铁集聚在钢铁表面形成保护膜，防止混凝土中的钢铁件被氯离子腐蚀。
Description
技术领域
本发明属于无机胶凝材料技术领域，具体为涉及一种抗氯离子胶凝材料及制备方法
背景技术
在世界第二届混凝土耐久性国际会议中，提出了水泥基材料结构破坏的首要原因是氯离子引发的钢筋锈蚀。在海洋环境中氯离子含量仅次于水，氯离子通过内掺或外渗进入混凝土中后，对普通波特兰水泥的破坏作用表现在如下几个方面其一是氯化钠溶液首先和氢氧化钙反应形成可溶的、无胶凝作用的氯化钙，导致浆体结构疏松，降低混凝土使用寿命。其二是海洋环境中的氯化镁会与体系中的氢氧化钙生成氢氧化镁沉淀，使产物出现分解。
因此，水泥基材料体系由于自身多孔的结构特点，氯离子通过多种方式会浸入内部，与水化产物氢氧化钙作用导致无胶凝作用的氯化钙出现，结构疏松；另方面，与体系水化产物发生一系列反应，生成体积比原来大几倍的F盐，在初始阶段使水泥基材料密实，但随着侵蚀的继续经行，有害的膨胀性产物慢慢积累，当膨胀应力过大就会产生性的裂缝。
高抗蚀、长寿命建筑物是复杂海洋环境下海洋据点长期存在的基础。海洋工程材料作为海洋构筑物和建筑物的重要基础原材料，普通硅酸盐水泥抗蚀性差，而高抗蚀的硫铝酸盐水泥价格高无法大规模推广利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法包括下述步骤：将85～95％摩尔比氢氧化镁，5～15％氯化铁和氯化亚铁混匀粉末，其中混合粉末中二价铁和三价铁的摩尔比为1：2，将混匀后的上述混合物在氮气保护气氛下加入30～90℃水中搅拌1～7h，将搅拌后的混合物在氮气保护气氛下烘干，烘干后的粉末在300～900℃氩气保护气氛下下煅烧1～2h得到抗氯离子氧化镁基胶凝材料。其在氮气保护气氛下加入30～90℃水中搅拌1～7h的目的是为了得到纳米四氧化三铁。而含有磁性纳米四氧化三铁的抗氯离子氧化镁胶凝材料水合时，磁性纳米四氧化三铁集聚在钢铁件表面防止其被锈蚀。
有益效果，本发明制备得到的胶凝材料，水合后结构致密，可以有效阻止氯离子向内部渗透，另外本发明二价铁盐和三价铁盐，在氢氧化镁作用下可以得到粒径为10纳米左右超细的纳米四氧化三铁粒子，施工后纳米四氧化三铁集聚包覆在混凝土钢铁构件表面，形成保护膜隔断氯离子向钢筋表面扩散渗透。
附图说明
图1本发明实施例1得到的胶凝材料水合后的扫描电镜图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，仍然属于本发明型保护的范围。
实施例1
一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法包括下述步骤：将85％摩尔比氢氧化镁，15％摩尔比的氯化铁和氯化亚铁混合粉末，其中混合粉末中二价铁和三价铁的摩尔比为1：2，将混匀后的上述混合物在氮气保护气氛下加入30℃水中搅拌7h，将搅拌后的混合物在氮气保护气氛下烘干，烘干后的粉末在300℃氩气保护气氛下下煅烧2h得到抗氯离子氧化镁基胶凝材料，得到的胶凝材料含有粒径10纳米左右超细的四氧化三铁，施工后磁性纳米四氧化三铁集聚包覆在钢铁构件表面，形成保护膜阻止含铁质通过，同时隔断氯离子向钢筋表面扩散渗透，防止钢铁被腐蚀。
实施例2
一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法包括下述步骤：将90％摩尔比氢氧化镁，10％摩尔比的氯化铁和氯化亚铁混合粉末，其中混合粉末中二价铁和三价铁的摩尔比为1：2，将混匀后的上述混合物在氮气保护气氛下加入50℃水中搅拌5h，将搅拌后的混合物在氮气保护气氛下烘干，烘干后的粉末在400℃氩气保护气氛下下煅烧2h得到抗氯离子氧化镁基胶凝材料，得到的胶凝材料含有粒径10纳米左右超细的四氧化三铁，施工后磁性纳米四氧化三铁集聚包覆在钢铁构件表面，形成保护膜阻止含铁质通过，同时隔断氯离子向钢筋表面扩散渗透，防止钢铁被腐蚀。
实施例3
一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法包括下述步骤：将95％摩尔比氢氧化镁，5％摩尔比的氯化铁和氯化亚铁混合粉末，其中混合粉末中二价铁和三价铁的摩尔比为1：2，将混匀后的上述混合物在氮气保护气氛下加入90℃水中搅拌1h，将搅拌后的混合物在氮气保护气氛下烘干，烘干后的粉末在900℃氩气保护气氛下下煅烧2h得到抗氯离子氧化镁基胶凝材料，得到的胶凝材料含有粒径10纳米左右超细的四氧化三铁，施工后磁性纳米四氧化三铁集聚包覆在钢铁构件表面，形成保护膜阻止含铁质通过，同时隔断氯离子向钢筋表面扩散渗透，防止钢铁被腐蚀。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将氢氧化镁，氯化铁和氯化亚铁混匀粉末混匀，得到均匀混合物；
步骤二：将上述均匀混合物在氮气保护气氛下加入30～90℃水中搅拌1～7h，将搅拌后的混合物在氮气保护气氛下烘干；
步骤三：烘干后的粉末在300～900℃氩气保护气氛下下煅烧1～2h得到含有磁性纳米四氧化三铁的抗氯离子氧化镁基胶凝材料。
2.根据权利要求1所述的抗氯离子氧化镁基胶凝材料制备方法，其特征在于所述氯化铁和氯化亚铁混匀粉末的摩尔百分比为5％～15％。
3.根据权利要求1-2所述的任一一种抗氯离子氧化镁基胶凝材料制备方法，其特征在于所述的氯化铁和氯化亚铁混匀粉末中二价铁与三价铁的摩尔比为1:2。
4.根据权利要求1所述的抗氯离子氧化镁基胶凝材料制备方法，其特征在于所述氢氧化镁的摩尔百分比为85％～95％。
5.根据权利要求1-4所述的任一方法制备得到的抗氯离子氧化镁基胶凝材料，其特征在于所述的抗氯离子氧化镁基胶凝材料中含有粒径为10纳米左右超细的纳米四氧化三铁粒子。
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