[发明专利]一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂及制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂及制备方法及应用。包括水滑石类化合物、维生素C阴离子、亚硝酸根，维生素C阴离子和亚硝酸根分别替换水滑石类化合物的层间阴离子，维生素阴离子为失去氢离子的维生素。制备过程为先将水滑石进行焙烧，然后分别与亚硝酸根、维生素C进行离子交换反应。得到有机无机复合插层水滑石基阻锈剂。本发明的阻锈剂具有较好的抗氯离子侵蚀的作用，同时具有抗锈时间长的优点。

技术领域

本发明属于混凝土阻锈剂技术领域，具体涉及一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂及制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

钢筋混凝土结构由于具备经济性，强度高，易获取等优势，已经广泛运用于全球各类工程中。然而，来自环境中各类因素的侵害，使得耐久性问题一直是阻碍钢筋混凝土技术进一步发展应用的主要因素。其中，氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是致混凝土结构失效的首要原因。特别是还滨海地区或西部盐渍土地区，由钢筋混凝土腐蚀而造成了工程结构过早损伤失效频有发生，给国民经济和人民生命财产造成了巨大的损伤。因此，开发高效环保的腐蚀防护体系成为确保严酷腐蚀环境下混凝土结构础设施长久运营的关键。

在混凝土中添加钢筋阻锈剂已被证明是一种有效延缓钢筋锈蚀的措施，目前在工程中也已得到一定程度的应用。目前广泛使用的阻锈剂可分为无机阻锈剂和有机阻锈剂，无机阻锈剂包括亚硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐，其中以亚硝酸盐类应用最为广泛，阻锈效果优异，然而只有浓度足够高的时才能发挥阻锈效果，否则反而加速钢筋的腐蚀，另外由于亚硝酸盐具有较强的致癌性，对环境和人类健康都有极大的危害，不符合现代社会的环保要求。有机阻锈剂通常是含有N、O、S等杂原子的有机化合物，主要利用毛细作用，以液态和气态形式扩散至混凝土内部，在钢筋表面吸附成膜达到阻锈作用。然而，在实际使用时，有机阻锈剂的扩散迁移受混凝土密实性影响较大，对于比较密实的混凝土结构难以通过扩散到达在钢筋表面并形成足够的保护浓度。另外，传统的有机阻锈剂只对钢筋起作用，对氯离子的扩散并未形成有效抑制，氯离子仍然能够通过混凝土扩散至钢筋表面造成点蚀，大大降低了阻锈剂的防护效率。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂及制备方法及应用。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

第一方面，一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂，包括水滑石类化合物、维生素C阴离子、亚硝酸根，维生素C阴离子和亚硝酸根(NO^2-)分别替换水滑石类化合物的层间阴离子，维生素C阴离子为失去氢离子(H⁺)的维生素C。

维生素C和亚硝酸根存在于水滑石的层间结构之间，利用LDHs的离子空腔对阻锈剂的包覆作用和可控释放，可有效提高阻锈基团在钢筋锈蚀区域吸附成膜致密性，阻锈剂在钢筋表面的吸附速度随着阻锈剂的浓度升高而加快，比较快速的吸附容易导致吸附膜中缺陷的增大、致密性的变差。通过LDHs空腔对阻锈剂的包覆作用和可控释放，可有效调控溶液中阻锈剂成分的浓度，调节其在钢筋表面的吸附速率，提高成膜致密性。大幅提升阻锈效率和防护时效。维生素C为有机阻锈剂，亚硝酸根为无机阻锈剂。两种阻锈剂共同作用，提高钢筋的抗氯离子侵蚀的作用。

第二方面，一种有机无机复合插层水滑石基阻锈剂的制备方法，所述方法为将水滑石进行焙烧处理得到焙烧水滑石，然后将焙烧水滑石和亚硝酸盐进行离子交换反应得到接枝亚硝酸根的水滑石，将接枝亚硝酸根的水滑石与维生素C通过离子交换反应得到复合插层水滑石阻锈剂。