一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法，响应释放阻锈微胶囊包括囊芯和包裹在所述囊芯外部的囊壁，其中，所述囊壁中含有能与氯离子发生络合反应的络合剂。本发明专利技术采用离心

【技术实现步骤摘要】
一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钢筋防锈蚀
，尤其涉及一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法。

技术介绍

[0002]固废渣化学成分与水泥类似，大部分固废渣能够通过机械活化与化学活化激发其潜在水化活性，用于替代水泥生产固废混凝土。然而，固废渣中相较标准混凝土的原料(标准砂、水泥)中游离氯离子浓度更高，并结合固废混凝土海工环境大量使用，由氯离子侵蚀引发的固废海工混凝土中的钢筋的锈蚀问题更加严峻。
[0003]为了解决钢筋锈蚀问题，现有技术中常采用的技术手段是在混凝土中添加阻锈微胶囊，目前多数阻锈微胶囊的释放行为都是由囊壁材料的耐碱性及微胶囊所受到的应力导致的，这是一个不确定且缓慢的过程。微胶囊的高分子囊壁材料在混凝土内部的高碱性环境下(混凝土初期pH为12
‑
13，后期由于碳化逐步下降)逐渐分解，囊壁变薄，在应力作用下引发囊壁的开裂，囊芯物质通过囊壁的缝隙，完成释放。不同种高分子囊壁材料的耐碱性不同，造成微胶囊的释放周期也不同。
[0004]然而，上述释放是一个被动过程，阻锈剂的释放行为与引发钢筋腐蚀的重要因素—氯离子没有关联，阻锈剂有可能在钢筋未发生腐蚀时被释放，也可能在钢筋腐蚀程度严重时被释放，阻锈效果都降低。
[0005]因此，现有技术还有待于进一步的改进和提升。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法，旨在解决现有固废混凝土中氯离子含量高引起其中的钢筋锈蚀的问题。
[0007]一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，包括囊芯和包裹在所述囊芯外部的囊壁，其中，所述囊壁中含有能与氯离子发生络合反应的络合剂；所述络合剂选自氯化亚铜、硫酸铅和氯化银中的一种或多种。
[0008]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，所述囊芯与所述囊壁的质量比为1:0.1
‑
0.3。
[0009]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，所述囊壁的厚度为10
‑
20μm。
[0010]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，所述囊壁的材质为高分子材料，所述高分子材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或乙基纤维素中的一种或多种。
[0011]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，所述囊壁中的
络合剂与高分子材料的质量比为0.05
‑
2:1。
[0012]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，按重量份数计，所述囊芯包括：阻锈剂100份、微晶纤维素98份、粘合剂12份。
[0013]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其中，所述阻锈剂选自亚硝酸钙、亚硝酸钠、单氟磷酸钠硝酸铈、氢氧化钙和氢氧化钡中的一种或多种。
[0014]一种所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊的制备方法，其中，包括如下步骤：
[0015]提供囊芯和包衣液；所述包衣液包含高分子材料和能与氯离子发生络合反应的络合剂；
[0016]将所述囊芯置于流化床内，在包衣模式下，喷涂所述包衣液包衣，得到所述响应释放阻锈微胶囊。
[0017]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊的制备方法，其中，所述囊芯的制备包括：
[0018]将无机阻锈剂、粘结剂以及微晶纤维素混匀后，加入一定比例的去离子水，经揉搓、搅拌，得到湿物料；
[0019]将所述湿物料加入到挤出造粒设备中，根据囊芯的需求粒径，在所述挤出造粒设备的出料口安装对应孔径的出料筛网，筛网的孔径范围为0.1
‑
2mm，挤出转速为500
‑
1500r/min；
[0020]挤出得到的线状物料加入到滚圆设备，转盘转数为1200
‑
1600r/min，待物料呈现球状时取出干燥，得到所述囊芯。
[0021]可选地，所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊的制备方法，其中，所述包衣液的制备包括：
[0022]将高分子材料加入到乙酸乙酯中，搅拌直至高分子材料完全溶解，得到高分子溶液；
[0023]将所述络合剂分散到所述高分子溶液中，得到所述包衣液；所述包衣液中所述高分子材料、络合剂、乙酸乙酯的重量比例为1：0.05
‑
0.2：1500
‑
2000。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过在高分子囊壁材料中掺杂能够与氯离子发生络合反应的一系列物质，实现微胶囊对氯离子的响应释放。实现阻锈剂微胶囊的氯离子响应“智能”释放机制，使得阻锈剂能够在钢筋刚开始出现锈蚀时释放，提高了阻锈效果。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例提供的响应释放阻锈微胶囊对氯离子的响应释放过程示意图；
[0026]图2为不同硫酸铅微粒掺杂量的囊壁的SEM，其中从a1至d1硫酸铅微粒掺杂量由低到高；
[0027]图3为不同硫酸铅微粒掺杂量的囊壁的能量色散X射线光谱，其中从(a2)至(d2)硫酸铅微粒掺杂量由低到高；
[0028]图4为开裂的响应释放阻锈微胶囊开裂后的形貌示意图；
[0029]图5为不同PbSO4微粒掺杂率的微胶囊在不同浸泡时间下的释放率；
[0030]图6为不同PbSO4微粒掺杂率的微胶囊在不同浸泡时间下的微观形貌，其中a1
‑
d1，P0、P1、P2、P3浸泡第1天；a2
‑
d2，第30天；a3
‑
d3，第60天；
[0031]图7为内掺不同PbSO4微粒掺杂率的微胶囊的固废混凝土中钢筋的失重率。
具体实施方式
[0032]本专利技术提供一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0033]为了解决现有固废混凝土中氯离子含量高引起其中的钢筋锈蚀的问题。本实施例提供了一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，包括囊芯和囊壁，其中所述囊壁的材质为高分子材料，同时在囊壁中掺杂有能够与氯离子发生络合反应的络合剂。其中，所述络合剂指的是能够与固废混凝土中的氯离子发生络合反应的一类物质，包括但不限于氯化亚铜、硫酸铅和氯化银。
[0034]本实施例中，通过在囊壁中掺杂能够与氯离子发生络合反应的络合剂，将微胶囊的释放行为与钢筋的腐蚀性为联系起来。实现微胶囊对氯离子的响应释放。使得响应释放阻锈微胶囊中的阻锈剂能够在合适的时间点进行释放，从而提升了阻锈效果。其中，响应释放阻锈微胶囊对氯离子的响应释放过程如图1所示。
[0035]本专利技术氯离子触发响应缓释型微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，包括囊芯和包裹在所述囊芯外部的囊壁，其特征在于，所述囊壁中含有能与氯离子发生络合反应的络合剂；所述络合剂选自氯化亚铜、硫酸铅和氯化银中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，所述囊芯与所述囊壁的质量比为1:0.1
‑
0.3。3.根据权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，所述囊壁的厚度为10
‑
20μm。4.根据权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，所述囊壁的材质为高分子材料，所述高分子材料为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或乙基纤维素中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，所述囊壁中的络合剂与高分子材料的质量比为0.05
‑
2:1。6.根据权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，按重量份数计，所述囊芯包括：阻锈剂100份、微晶纤维素98份、粘合剂12份。7.根据权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释放阻锈微胶囊，其特征在于，所述阻锈剂选自亚硝酸钙、亚硝酸钠、单氟磷酸钠硝酸铈、氢氧化钙和氢氧化钡中的一种或多种。8.一种权利要求1所述的用于固废海工混凝土的响应释...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，梅砚章，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：