一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法，該有機(jī)高分子膏體主要由膠類(lèi)混合物、電解質(zhì)、纖維素類(lèi)增稠劑組分組成，該有機(jī)高分子膏體能夠敷在于鋼筋混凝土外表面，形成較為柔軟的膏狀固體，能夠長(zhǎng)時(shí)間地敷在鋼筋混凝土表面，起到吸收氯離子的作用，并可有效地將整個(gè)鋼筋混凝土外表面及所鋪設(shè)的陽(yáng)極材料包裹其中，從而使得電化學(xué)脫鹽技術(shù)可以方便地應(yīng)用于各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；同時(shí)，本發(fā)明的有機(jī)高分子膏體還具備較高的保水性、附著性、導(dǎo)電性、氯離子吸收性及可塑性等性能；本發(fā)明的有機(jī)高分子膏體為環(huán)境友好型材料，不含有害成份，生產(chǎn)過(guò)程可做到零排放，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼筋混凝土的電化學(xué)脫鹽處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于離子在電場(chǎng)作用下將產(chǎn)生定向遷移的特性，上世紀(jì)70年代人們提出了一種以混凝土中鋼筋作陰極，在混凝土表面外敷電解質(zhì)溶液，并以金屬網(wǎng)作為臨時(shí)陽(yáng)極，在金屬網(wǎng)和鋼筋之間施加電場(chǎng)的脫鹽理論及方法，稱(chēng)之為電化學(xué)脫鹽技術(shù)。電化學(xué)脫鹽是用來(lái)修復(fù)因氯離子侵入而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕的一種修復(fù)方法。在整個(gè)脫鹽過(guò)程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子被除去的同時(shí)，也增加了鋼筋周?chē)膲A性，氯離子的減少和鋼筋周?chē)鷫A度的增加，降低甚至消除了混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的可能性。
[0003]在外加電場(chǎng)的作用下，混凝土中的氯等陰離子向陽(yáng)極遷移而進(jìn)入混凝土外部的電解質(zhì)溶液，氯離子因而得以排除，另一方面，電解液及混凝土中的陽(yáng)離子將向鋼筋部位聚集。由于鋼筋周?chē)a(chǎn)生的陰極反應(yīng)，產(chǎn)生大量的氫氧根離子，周?chē)鶳H值提高，使鋼筋重新處于強(qiáng)堿性環(huán)境下，表面又得以再鈍化。因此，對(duì)于那些正在服役且遭受氯離子侵蝕的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，采用電化學(xué)脫鹽方法可對(duì)其進(jìn)行有效的修復(fù)。
[0004]在電化學(xué)脫鹽過(guò)程中，電解質(zhì)溶液的作用是吸收氯離子，然而對(duì)于實(shí)際工程中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，在整個(gè)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的外部保持電解質(zhì)溶液是比較困難的，因此在實(shí)際工程中幾乎無(wú)法應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述缺陷，提供一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，該有機(jī)高分子膏體能夠長(zhǎng)時(shí)間的敷在鋼筋混凝土表面，并且無(wú)毒、無(wú)污染。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其組成成分及重量百分比如下:
[0007]
膠類(lèi)混合物2%?7%
纖維素類(lèi)增稠劑0.5%?1%
有機(jī)添加劑0.5%?1%
電解質(zhì)1.5%?6%
其余為溶劑水。
[0008]所述電解質(zhì)為氫氧化鈣、氫氧化鋰中的至少一種。
[0009]所述電解質(zhì)為氫氧化鈣和氫氧化鋰混合物，其中，氫氧化鈣和氫氧化鋰的質(zhì)量比為I?4:1?8。[0010]所述膠類(lèi)混合物選自瓜爾豆膠、明膠、阿拉伯膠、黃原膠、定優(yōu)膠、槐豆膠或卡波姆膠中的至少兩種。
[0011]所述纖維素類(lèi)增稠劑為水溶性纖維素類(lèi)增稠劑。
[0012]所述水溶性纖維素類(lèi)增稠劑選自乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素、羥乙基纖維素鈉、乙基羥乙基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈣或甲基羥丙基纖維素鈉中的至少一種。
[0013]所述有機(jī)添加劑包括吸濕劑和流平劑。
[0014]所述吸濕劑選自硅膠、氧化鋁或分子篩中的至少一種，所述流平劑選自純聚丙烯酸酯、丙烯酸堿容樹(shù)脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、有機(jī)基改性聚硅氧烷、聚酯改性有機(jī)硅中的至少一種。
[0015]一種上述所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體的制備方法，所述制備方法如下:
[0016]將氫氧化鈣粉末和氫氧化鋰粉末加入到盛有溶劑水的容器中，并攪拌使其粉末溶解形成溶液A ；
[0017]攪拌溶液A使未溶解的粉末全部懸浮后加入纖維素類(lèi)增稠劑，攪拌形成溶液B ；
[0018]停止攪拌后，使溶液B靜置并膨化；
[0019]攪拌容器中膨化后的溶液B使未溶解的粉末全部懸浮后加入有機(jī)添加劑，攪拌形成溶液C ；
[0020]繼續(xù)攪拌溶液C使 未溶解的粉末全部懸浮后加入膠類(lèi)混合物，攪拌3?5min后靜置并膨化形成有機(jī)高分子膏體；
[0021]其中，加入膠類(lèi)混合物的時(shí)間控制在15s以?xún)?nèi)。
[0022]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果為:本發(fā)明的有機(jī)高分子膏體能夠涂敷或噴涂于鋼筋混凝土外表面，形成較為柔軟的膏狀固體，能夠長(zhǎng)時(shí)間地敷在鋼筋混凝土表面，起到吸收氯離子的作用，并可有效地將整個(gè)鋼筋混凝土外表面及所鋪設(shè)的陽(yáng)極材料包裹其中，解決了目前電解液難以在鋼筋混凝土外部存留的缺點(diǎn)，從而使得電化學(xué)脫鹽技術(shù)可以方便地應(yīng)用于各種形狀和尺寸的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；同時(shí)，本發(fā)明的有機(jī)高分子膏體涂敷操作十分方便，還具備較高的保水性、附著性、導(dǎo)電性、氯離子吸收性及可塑性等性能；本發(fā)明的有機(jī)高分子膏體為環(huán)境友好型材料，不含有害成份，生產(chǎn)過(guò)程可做到零排放，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明的四個(gè)實(shí)施例制備的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子與電解液的脫鹽效率對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例1
[0026]按下述重量百分比配制有機(jī)高分子膏體:
[0027]膠類(lèi)混合物2.5%
纖維素類(lèi)增稠劑0.8% 有機(jī)添加劑0.6% 電解質(zhì)2.4% 其余為溶劑水。
[0028]其中，電解質(zhì)為氫氧化鈣和氫氧化鋰，氫氧化鈣和氫氧化鋰兩者的質(zhì)量比為2:5 ；
[0029]膠類(lèi)混合物為阿拉伯膠和瓜爾豆膠的混合物，阿拉伯膠和瓜爾豆膠兩者的質(zhì)量比為f 2:5?10，優(yōu)選為2:5 ;
[0030]纖維素類(lèi)增稠劑為羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和羧甲基纖維素鈣的混合物，羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和羧甲基纖維素鈣三者的質(zhì)量比為廣2:廣2:5?8，優(yōu)選為1:2:5 ；
[0031]有機(jī)添加劑為硅膠、聚二甲基硅氧烷和聚酯改性有機(jī)硅的混合物，硅膠、聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有機(jī)硅三者的質(zhì)量比為f 3:5?10:2?4，優(yōu)選為2:7:3。
[0032]本實(shí)施例的制備過(guò)程如下:
[0033](I)取一個(gè)圓柱形水桶，加入溶劑水，將氫氧化鈣粉末與氫氧化鋰粉末加入水中，并攪拌使其粉末充分溶解形成溶液A，但由于氫氧化鈣與氫氧化鋰比較難溶解，因此攪拌停止后，有部分未溶解的粉末沉于桶底；
[0034](2)攪拌溶液A，同時(shí)控制攪拌速度，使桶底未溶解的粉末全部懸浮起來(lái)后，再緩慢加入纖維素類(lèi)增稠劑，并繼續(xù)攪拌15?30min形成溶液B ；
[0035](3)停止攪拌，使溶液B靜置并膨化疒3 h，靜置膨化結(jié)束后，可能仍然存在部分未溶解的粉末沉于桶底；
[0036](4)攪拌容器中膨化后的溶液B，并控制攪拌速度，使桶底未溶解的粉末全部懸浮起來(lái)后，再加入有機(jī)添加劑，并繼續(xù)攪拌l(Tl5min形成溶液C，攪拌停止后，可能仍然存在部分未溶解的粉末沉于桶底；
[0037](5)繼續(xù)攪拌溶液C，且控制攪拌速度，使桶底未溶解的粉末全部懸浮起來(lái)，再快速地加入膠類(lèi)混合物,加入膠類(lèi)混合物的時(shí)間控制在15s以?xún)?nèi)，避免由于加入膠類(lèi)混合物速度過(guò)慢而使得溶液提前凝固，繼續(xù)攪拌:T5min后，靜置并膨化逐漸形成有機(jī)高分子膏體，密封、待用。
[0038]實(shí)施例2
[0039]按下述重量百分比配制有機(jī)高分子膏體:
[0040]膠類(lèi)混合物3.5%
纖維素類(lèi)增稠劑0.5% 有機(jī)添加劑0.7%
電解質(zhì)3.5%
其余為溶劑水。
[0041]其中，電解質(zhì)為氫氧化鈣和氫氧化鋰，氫氧化鈣和氫氧化鋰兩者的質(zhì)量比為1:2 ；
[0042]膠類(lèi)混合物為定優(yōu)膠和瓜爾豆膠的混合物，定優(yōu)膠和瓜爾豆膠兩者的質(zhì)量比為f 3:2?5，優(yōu)選為3:4 ;
[0043]纖維素類(lèi)增稠劑為羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和羧甲基纖維素鈣的混合物，羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和羧甲基纖維素鈣三者的質(zhì)量比為廣2:廣2:5?8，優(yōu)選為2:1:6 ；
[0044]有機(jī)添加劑為分子篩、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸堿容樹(shù)脂的混合物，分子篩、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸堿容樹(shù)脂三者的質(zhì)量比為廣2: 4飛:f 3，優(yōu)選為2:5:1。
[0045]除了上述的成分及含量不同外，其制備工藝如同實(shí)施例1，制備工藝不再贅述。
[0046]實(shí)施例3
[0047]按下述重量百分比配制有機(jī)高分子膏體:
[0048]
膠類(lèi)混合物3.0% 纖維素類(lèi)增稠劑0.75%
有機(jī)添加劑0.85%
電解質(zhì)5.5%
其余為溶劑水。
[0049]其中，電解質(zhì)為氫氧化鈣和氫氧化鋰，氫氧化鈣和氫氧化鋰兩者的質(zhì)量比為1:4 ；
[0050]膠類(lèi)混合物為定優(yōu)膠和槐豆膠的混合物，定優(yōu)膠和槐豆膠兩者的質(zhì)量比為I?3:1?2，優(yōu)選為3:2 ；
[0051]纖維素類(lèi)增稠劑為羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和甲基羥丙基纖維素鈉的混合物，羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素鈉和甲基羥丙基纖維素鈉三者的質(zhì)量比為I?2:1?2:1?2，優(yōu)選為1:1:2 ；
[0052]有機(jī)添加劑為硅膠、聚二甲基硅氧烷和丙烯酸堿容樹(shù)脂的混合物，硅膠、聚二甲基硅氧烷、丙烯酸堿容樹(shù)脂三者的質(zhì)量比為廣5:2?3:0?2，優(yōu)選為1:3:1。
[0053]除了上述的成分及含量不同外，其制備工藝如同實(shí)施例1，制備工藝不再贅述。
[0054]實(shí)施例4
[0055]按下述重量百分比配制有機(jī)高分子膏體:
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，其組成成分及重量百分比如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述電解質(zhì)為氫氧化鈣、氫氧化鋰中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述電解質(zhì)為氫氧化鈣和氫氧化鋰混合物，其中，氫氧化鈣和氫氧化鋰的質(zhì)量比為f 4: f 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述膠類(lèi)混合物選自瓜爾豆膠、明膠、阿拉伯膠、黃原膠、定優(yōu)膠、槐豆膠或卡波姆膠中的至少兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述纖維素類(lèi)增稠劑為水溶性纖維素類(lèi)增稠劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述水溶性纖維素類(lèi)增稠劑選自乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素、羥乙基纖維素鈉、乙基羥乙基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈣或甲基羥丙基纖維素鈉中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述有機(jī)添加劑包括吸濕劑和流平劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體，其特征在于，所述吸濕劑選自硅膠、氧化鋁或分子篩中的至少一種，所述流平劑選自純聚丙烯酸酯、丙烯酸堿容樹(shù)月旨、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、有機(jī)基改性聚硅氧烷、聚酯改性有機(jī)硅中的至少一種。
9.一種如權(quán)利要求18任意一項(xiàng)所述的用于電化學(xué)脫鹽的有機(jī)高分子膏體的制備方法，其特征在于，所述制備方法如下: 將氫氧化鈣粉末和氫氧化鋰粉末加入到盛有溶劑水的容器中，并攪拌使其粉末溶解形成溶液A ； 攪拌溶液A使未溶解的粉末全部懸浮后加入纖維素類(lèi)增稠劑，攪拌形成溶液B ； 停止攪拌后，使溶液B靜置并膨化； 攪拌容器中膨化后的溶液B使未溶解的粉末全部懸浮后加入有機(jī)添加劑，攪拌形成溶液C; 繼續(xù)攪拌溶液C使未溶解的粉末全部懸浮后加入膠類(lèi)混合物，攪拌3-5min后靜置并膨化形成有機(jī)高分子膏體； 其中，加入膠類(lèi)混合物的時(shí)間控制在15s以?xún)?nèi)。
【文檔編號(hào)】C04B41/50GK103435365SQ201310345170
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】張鴻, 王亞平, 方達(dá)經(jīng), 沈爾卜, 黃 俊, 李順凱, 屠柳青 申請(qǐng)人:中交第二航務(wù)工程局有限公司, 中交武漢港灣工程設(shè)計(jì)研究院有限公司, 中交二航武漢港灣新材料有限公司