[发明专利]一种建筑混凝土专用防腐蚀钢纤维及制备方法

说明书

本发明属于建筑材料的技术领域，提供了一种建筑混凝土专用防腐蚀钢纤维及制备方法。该方法通过对钢纤维进行酸洗，然后浸没于磷酸、硝酸钙及二氧化锰的混合氧化性溶液中进行表面氧化处理，进一步在Ca（OH）₂溶液中进行二次处理，并通入CO₂使Ca（OH）₂转化为CaCO₃，制得建筑混凝土专用防腐蚀钢纤维。与传统方法相比，本发明的制备的防腐蚀钢纤维的薄膜覆盖均匀性好，厚度大，同时微小松孔得到CaCO₃的填充钝化，钢纤维的抗腐蚀能力强，整个制备过程在高温高压下进行，反应效率高，制备过程简单，氧化性溶液的量较小，工艺成本低，能耗低，适合推广生产。

技术领域

本发明属于建筑材料的技术领域，提供了一种建筑混凝土专用防腐蚀钢纤维及制备方法。

背景技术

混凝土就凭借它易成型，耐久性好，价格便宜等优点成为工程建设中使用最广泛的建筑材料之一。但普通混凝土自重大、脆性大、抗拉强度低等弱点限制了它的扩大应用。纤维混凝土是混凝土改性的一个重要手段，钢纤维混凝土是其中的一种。它是在普通混凝土中掺入适量钢纤维而形成的一种新型复合材料，其克服了混凝土抗拉强度低、极限延伸率小、脆性高等缺点，已在建筑、路桥、水工等领域得到应用。

与素混凝土相比，钢纤维混凝土具有以下优越的物理和力学性能：（1）较高的弹性模量和较高的抗拉、抗压、抗弯拉、抗剪强度；（2）卓越的抗冲击性能；（3）抗裂和抗疲劳性能优异；（4）能明显改善变形性能；（5）韧性好；（6）抗磨与耐冻融有改观；（7）强度和重量比增大，施工简便，材料性价比高，具有优越的应用前景和经济性。

钢纤维混凝土经由粗骨料、细骨料、胶凝材料、钢纤维和水等主要材料搅拌均匀后随着胶凝材料的水化过程不断进行而形成的具有一定强度的整体材料。一般的钢纤维抗拉强度能轻松达到上百兆帕，观察破坏后的钢纤维混凝土发现，钢纤维不存在被拉断的结果，而是从混凝土基体中被拔出，因此钢纤维对混凝土的性能提高最主要体现在于其与混凝土基材之间强大的粘结性能，这也是钢纤维混凝土发展的重要研究内容。

目前国内外在钢纤维制备与应用，尤其是用于混凝土的钢纤维的防腐技术方面已取得了一定成效。其中张麒等人发明了一种硅烷偶联剂改性钢纤维表面的处理方法（中国发明专利申请号201710126423.1），此方法首先需配制硅烷偶联剂水解液，水解液的配制为硅烷偶联剂、醇、去离子水按一定比例混合；然后将钢纤维进行预处理，预处理的过程包括：用清洁液清洗表面，强碱溶液浸泡，去离子水清洗，酒精或丙酮清洗；最后，将预处理后的钢纤维浸入硅烷水解液中，3~5min后取出，在90~120℃的烘箱中烘烤0.5~2h小时，固化成膜；此发明所述方法原料简单，廉价易得，通过本方法对钢纤维表面进行处理后，钢纤维表面抗腐蚀性能良好，且钢纤维与水泥基体之间的界面粘结力显著提高，可提升钢纤维混凝土的抗折抗弯性能。另外，刘加平等人发明了一种具有自防锈功能的混凝土用钢纤维防锈剂及其制备方法（中国发明专利申请号201410006427.2），此发明所述的具有自防锈功能的混凝土用钢纤维防锈剂的组成包括：有机硅烷、醇、阻锈组分和水，此发明通过在钢纤维表面吸附阻锈组分并形成致密的憎水保护膜，使钢纤维不但能在大气环境中有很好的防腐蚀效果，在有氯盐污染的混凝土中也会表现出良好的自身防锈功能，并且所形成的保护膜不影响钢纤维与混凝土的粘结力，因而不会影响钢纤维对混凝土的增强、阻裂作用。

可见，现有技术中的钢纤维混凝土中钢纤维在复杂的混凝土环境下极易受到各种物理、化学腐蚀，钢纤维混凝土的性能也因此受到极大削弱，而传统的氧化性溶液氧化钢纤维表面，形成Fe₃O₄薄膜的技术方法，存在保护膜较薄、抗腐蚀效果略差的防腐处理等缺点。

发明内容