CN115637073A - 一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂及其制备方法，防腐剂由以下重量份的原料制得：硅溶胶8‑12，尿素1‑2，六偏磷酸钠0.4‑0.8，羧基丁苯乳胶58‑70，氧化铁红2‑4，增稠剂10‑15，工业消泡剂4‑6。本发明首次加入硅溶胶，防腐漆在制备过程中，呈碱性环境，且以水作为溶剂，以尿素作为保水剂、粘结剂，可以作为催化剂，催化硅溶胶与水发生缩聚反应，形成一层致密的SiO2包覆层。本发明先将纳米包覆层与丁苯乳胶进行溶液共混，既改性了水性丁苯乳胶与纳米材料结合性能，又能起到很好地与丁苯乳胶进行交联增效的作用，形成一定的包覆层，从而减少外界环境对丁苯乳胶的侵蚀，改善表面养护的作用。

Description

一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂及其制备方法。
背景技术
蒸压加气混凝土板作为一种新型建筑材料，其内配有钢筋网笼作为骨架，但由于蒸压加气混凝土基材具有很高的孔隙率及碱度，使钢筋极易被电解液、氧气、氯离子等锈蚀，因此需要对蒸压加气混凝土板材内的钢筋进行防锈处理，其常见方法为浸涂防腐剂。
目前常见的防腐剂类型是以羧基丁苯胶乳等作为主要原料，该类防腐漆与钢筋包裹力较好，但包裹层致密性较差，且与混凝土结合力差。经过较长时间的风吹日晒，不够致密的包裹层接触氧气、氯离子，造成钢筋的锈蚀，从而致使钢筋炸裂，对人类的安全造成极大的威胁。
发明内容
本发明主要提高现有防腐漆耐锈蚀性、提高与混凝土的结合力及耐久性。
为实现上述目的，本发明产生的技术方案是，一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂，由以下重量份的原料制得：硅溶胶8-12，尿素1-2，六偏磷酸钠0.4-0.8，羧基丁苯乳胶58-70，氧化铁红2-4，增稠剂10-15，工业消泡剂4-6。
优选的，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)。
优选的，所述工业消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
所述纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)加入硅溶胶、尿素、水(40～60重量份)、羧基丁苯乳胶，在40-60℃下搅拌1-3h，使硅溶胶进行充分的缩聚，在丁苯乳胶表面形成包覆层；
(2)将增稠剂用水(120～180重量份)进行稀释，并依次加入氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂并进行充分搅拌；
(3)将步骤(1)所得产品加入到步骤(2)所得到的混合物中，即可得纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂。
优选的，步骤(2)中依次加入氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂三种原料时，每种原料间隔10min。
本发明通过添加硅溶胶，以保水剂、粘结剂(尿素)为催化剂，与溶剂(水)发生水解、缩聚反应，从而形成一层致密的包覆层，此外，生成物纳米SiO2可在板材蒸压过程中，发生水化反应，生成C-S-H凝胶、钙矾石等，既改善了防腐漆与板材直接的界面问题，增强与混凝土的结合力，又提高了防腐漆的耐久性。
本发明产生的有益效果是：本发明首次加入硅溶胶，防腐漆在制备过程中，呈碱性环境，且以水作为溶剂，以尿素作为保水剂、粘结剂，可以作为催化剂，催化硅溶胶与水发生缩聚反应，形成一层致密的SiO2包覆层。本发明先将纳米包覆层与丁苯乳胶进行溶液共混，既改性了水性丁苯乳胶与纳米材料结合性能，又能起到很好地与丁苯乳胶进行交联增效的作用，形成一定的包覆层，从而减少外界环境对丁苯乳胶的侵蚀，改善表面养护的作用。
附图说明
图1为不同的防腐漆经过交变湿热试验后的效果图；
图2为实施例1制备的防腐漆的SEM图；
图3为纳米SiO2加入混凝土的XRD图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1
一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂制备方法，主要是通过以下重量份的原料制得：硅溶胶10，尿素1.5，六偏磷酸钠0.6，羧基丁苯乳胶64，氧化铁红3，增稠剂12，工业消泡剂5。所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，所述工业消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
制备方法主要包括以下步骤：
(1)加入上述量的硅溶胶、尿素、水(50重量份)、丁苯乳胶在50℃的环境中搅拌2h，使硅溶胶进行充分的缩聚，在丁苯乳胶表面形成包覆层；
(2)将增稠剂用水(150重量份)进行稀释，并依次(每种原料间隔10min)加入上述重量份的氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂并进行充分搅拌(搅拌30min)；
(3)将包覆层加入上述混合物中，即可得纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂。
实施例2
一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂制备方法，主要是通过以下重量份的原料制得：硅溶胶8，尿素2，六偏磷酸钠0.8，羧基丁苯乳胶70，氧化铁红4，增稠剂10，工业消泡剂4。所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，所述工业消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
制备方法主要包括以下步骤：
(1)加入上述量的硅溶胶、尿素、水(40重量份)、丁苯乳胶在40℃的环境中搅拌1h，使硅溶胶进行充分的缩聚，在丁苯乳胶表面形成一定的包覆层；
(2)将增稠剂用水(180重量份)进行稀释，并依次(每种原料间隔10min)加入上述重量份的氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂并进行充分搅拌(搅拌30min)；
(3)将包覆层加入上述混合物中，即可得纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂。
实施例3
一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂制备方法，主要是通过以下重量份的原料制得：硅溶胶12，尿素1，六偏磷酸钠0.4，羧基丁苯乳胶58，氧化铁红2，增稠剂15，工业消泡剂6。所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)，所述工业消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
制备方法主要包括以下步骤：
(1)加入上述量的硅溶胶、尿素、水(60重量份)、丁苯乳胶在60℃的环境中搅拌3h，使硅溶胶进行充分的缩聚，在丁苯乳胶表面形成一定的包覆层；
(2)将增稠剂用水(120重量份)进行稀释，并依次(每种原料间隔10min)加入上述重量份的氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂并进行充分搅拌(搅拌30min)；
(3)将包覆层加入上述混合物中，即可得纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂。
根据JC/T 855-1999《蒸压加气混凝土板钢筋涂层防锈性能试验方法》对防腐漆的防锈蚀性能、耐久性能进行测试，通过交变湿热试验环境加速钢筋锈蚀，观察钢筋表面的锈蚀面积。从图1可以看出：市面上常见得防腐漆经过交变湿热试验后，表面有明显的锈蚀。而实施例1的SiO2纳米包覆的防腐漆表面较为致密，无锈蚀现象。
图2为实施例1制备的防腐漆的SEM图，从图2上不难看出，具有明显三维网状结构的物质生成，经过相关资料的调研，可知，该物质为纳米SiO2，说明形成了具有三维网状结构的SiO2包覆膜。
图3为纳米SiO2加入混凝土的XRD图，从图3中可以看出，纳米SiO2加入后，18°及47°的Ca(OH)2峰明显降低，可能是纳米SiO2与Ca(OH)2反应生成了水化硅酸钙，而少量的Ca(OH)2能够优化界面，提高混凝土的强度。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (5)

1.一种纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂，其特征在于由以下重量份的原料制得：硅溶胶8-12，尿素1-2，六偏磷酸钠0.4-0.8，羧基丁苯乳胶58-70，氧化铁红2-4，增稠剂10-15，消泡剂4-6。
2.如权利要求1所述纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂，其特征在于所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素醚。
3.如权利要求1所述纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂，其特征在于所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。
4.如权利要求1所述纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)加入硅溶胶、尿素、水、羧基丁苯乳胶，在40-60℃下搅拌1-3h，使硅溶胶进行充分的缩聚，在丁苯乳胶表面形成包覆层；
(2)将增稠剂用水进行稀释，并依次加入氧化铁红、六偏磷酸钠、消泡剂并进行充分搅拌；
(3)将步骤(1)所得产品加入到步骤(2)所得到的混合物中，即可得纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂。
5.如权利要求4所述纳米包覆的加气混凝土钢筋防腐剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中依次加入氧化铁红、六偏磷酸钠、工业消泡剂三种原料时，每种原料间隔10min。
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