一种阳极包覆用碱激发凝胶材料及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202310734079.X | 申请日 | 2023-06-20 | 公开(公告)号 | CN117228997A | 公开(公告)日 | 2023-12-15 |
| 申请人 | 有研金属复材(忻州)有限公司; | 发明人 | 陈东旭; 李晨阳; 温军国; 马志新; 邹宏辉; 陈松; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了属于建筑工程技术领域的一种 阳极 包覆用 碱 激发凝胶材料及其制备方法。本发明采用氢 氧 化锂或氢氧化锂与氢氧化钠混合制备碱激发剂 溶剂 ，并且通过加入特定的锌粉材料，制备得到的阳极包覆用碱激发凝胶材料具有 凝固 时间适中、 导电性 好、强度稳定、包覆后阳极 电流 效率高等特点，可充当导 电介质 ，能够满足市场对于建筑 钢 筋 牺牲阳极 保护的需求。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种阳极包覆用碱激发凝胶材料的制备方法，包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种阳极包覆用碱激发凝胶材料及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种阳极包覆用碱激发凝胶材料及其制备方法。 背景技术[0002] 建筑工程上，钢筋混凝土结构是建筑建造的主要方式，钢筋的腐蚀对于道路桥梁及建筑工程的使用寿命及安全性具有重大影响。对于此类工程一般会封装铝、锌阳极对钢筋结构进行牺牲阳极保护。保护过程中要求阳极与钢筋结构的连接及导电性能良好，阳极结构具有一定的抗变形能力。 [0004] 因此，亟待提供一种同时具有良好力学性能和电化学性能的、用于阳极材料包覆用的碱激发凝胶材料。 发明内容[0005] 为了解决上述问题，本发明提出了一种阳极包覆用碱激发凝胶材料的制备方法，包括如下步骤： [0008] 3)激发剂溶液在使用前加入锌粉，然后向固体材料中缓慢加入激发剂溶液搅拌，得到凝胶材料。 [0009] 在一些优选地实施方案中，所述步骤3)中，锌粉的加入量为激发剂溶液的5wt％～10wt％。 [0010] 在一些优选地实施方案中，所述步骤3)中，锌粉的粒度范围为10～40目。 [0011] 在一些优选地实施方案中，步骤3)中，所述凝胶材料中激发剂溶液的含量为5wt％～10wt％。 [0012] 在一些优选地实施方案中，所述激发剂溶液中还含有氢氧化钠，其中，所述激发剂溶液氢氧化钠的质量含量为0.1％～5％。 [0013] 在一些优选地实施方案中，步骤3)中，所述凝胶材料中矿粉的含量为35～40wt％，粉煤灰的含量为30～35wt％，骨料的含量为15～20wt％。 [0014] 本发明还提供一种所述的制备方法制备得到的碱激发凝胶材料。 [0015] 此外，本发明也提供一种所述的碱激发凝胶材料在阳极包覆中的用途。 [0016] 本发明的有益效果在于： [0019] 3.采用本发明中所述的碱激发凝胶用于阳极材料的包覆，其抗压强度高达75～90MPa，电阻率低至100Ω·cm左右，包覆锌阳极电流效率可达85％以上，既可充当导电介质保证阳极对钢筋结构件的保护，又可对阳极进行包覆性保护，避免阳极自腐蚀速度过快而减少服役时间。 [0020] 4.本发明涉及的阳极包覆用碱激发凝胶材料具有凝固时间适中、导电性好、强度稳定、包覆后阳极电流效率高等特点，可充当导电介质，能够满足市场对于建筑钢筋牺牲阳极保护的需求。 具体实施方式[0021] 以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明： [0022] 实施例1： [0023] 1)配制激发剂溶液：以质量分数计，激发剂溶液中含5％的水合氢氧化锂，3％氢氧化钠，静置24h备用； [0024] 2)将固体材料倒搅拌均匀；固体材料包括矿粉、粉煤灰和骨料； [0025] 3)激发剂溶液在使用前加入粒度范围10～40目高纯锌粉，加入量为激发剂溶液的5wt％；然后向固体材料中缓慢加入激发剂溶液，并充分搅拌，得到凝胶材料； [0026] 按质量百分数计，凝胶材料中包括矿粉35％、粉煤灰35％、骨料20％、激发剂溶液10％。 [0027] 将凝胶材料倒入阳极模具中填平，固化；并脱模养护。 [0028] 表1实施例1碱激发凝胶材料的材料成分 [0029] [0030] [0031] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率为85％。 [0032] 实施例2： [0033] 参照实施例1的制备方法和过程，采用如下成分参数进行制备，其他步骤与实施例1保持一致。 [0034] 表2实施例2碱激发凝胶材料的材料成分 [0035] [0036] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率为87％ [0037] 实施例3： [0038] 参照实施例1的制备方法和过程，采用如下成分参数进行制备，其他步骤与实施例1保持一致。 [0039] 表3实施例3碱激发凝胶材料的材料成分 [0040] [0041] [0042] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率为91％。 [0043] 对比例1： [0044] 在实施例3的基础上，省略步骤3)中“激发剂溶液在使用前加入粒度范围10～40目高纯锌粉，加入量为激发剂溶液的5wt％；”过程，直接向固体材料中缓慢加入激发剂溶液，并充分搅拌，得到凝胶材料。 [0045] 其他成分和过程与实施例3保持一致。 [0046] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率较实施例3呈现显著下降趋势，电流效率仅为71％，证明激发剂溶液在使用前加入特定的锌粉，能显著提升电极产品的电化学性能。 [0047] 对比例2： [0048] 在实施例3的基础上，将步骤3)中“高纯锌粉”替换为“高纯铜粉”。 [0049] 其他成分和过程与实施例3保持一致。 [0050] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率为46％，由于铜的电极电位较负，铜粉的加入会加速阳极腐蚀，且影响阳极对于钢结构的保护，导致其电流效率较低，无法达到预期效果。 [0051] 对比例3： [0052] 在实施例2的基础上，省略步骤3)中“激发剂溶液在使用前加入粒度范围10～40目高纯锌粉，加入量为激发剂溶液的5wt％；”过程，直接向固体材料中缓慢加入激发剂溶液，并充分搅拌，得到凝胶材料。 [0053] 其他成分和过程与实施例2保持一致。 [0054] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率较实施例2呈现显著下降趋势，证明激发剂溶液在使用前加入特定的锌粉，能显著提升电极产品的电化学性能。 [0055] 实施例4： [0056] 参照实施例3的制备方法和过程，采用如下成分参数进行制备，其他步骤与实施例3保持一致。 [0057] 表4实施例4碱激发凝胶材料的材料成分 [0058] [0059] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率与实施例3相近，无显著差别，电学性能优异。 [0060] 实施例5： [0061] 参照实施例1的制备方法和过程，采用如下成分参数进行制备，其他步骤与实施例1保持一致。 [0062] 表5实施例5碱激发凝胶材料的材料成分 [0063] [0064] 养护完成后阳极产品按照GB17848标准测试其在土壤条件下的电化学性能，测试其电流效率与实施例1保持一致，无显著差异，电化学性能优异。 [0065] 上述实施例和对比例的力学性能和电阻率见下表6。 [0066] 表6实施例和对比例碱激发凝胶材料的材料力学性能和电化学性能[0067] [0068] [0069] 上述实施例制备的碱激发剂凝胶材料，显著提高了凝胶的强度稳定性、机械性能及导电性，稳定保护需保护的结构件。当用于阳极材料的包覆时，其抗压强度高达75～90MPa以上，电阻率控制在约100～500Ω·cm，最低至100Ω·cm左右，包覆锌阳极电流效率可达75～90％以上，既可充当导电介质保证阳极对钢筋结构件的保护，又可对阳极进行包覆性保护，避免阳极自腐蚀速度过快而减少服役时间。上述实施例制备的阳极包覆用碱激发凝胶材料具有凝固时间适中、导电性好、强度稳定、包覆后阳极电流效率高等特点，可充当导电介质，能够满足市场对于建筑钢筋牺牲阳极保护的需求。 |
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