濱海混凝土用的微膠囊阻銹劑製備及性能

《濱海混凝土用的微膠囊阻銹劑製備及性能》是依託深圳大學，由左建東擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：濱海混凝土用的微膠囊阻銹劑製備及性能
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：左建東
• 依託單位：深圳大學

項目摘要

濱海環境使混凝土建築遭受嚴重的腐蝕破壞，現有阻銹劑存在著毒性大、水溶性和揮發性大、阻銹期短等缺陷。項目採用空氣懸浮成膜法和噴霧法等微膠囊技術製備微膠囊阻銹劑，具有毒性小、化學穩定性好、釋放速率可調和長期阻銹的優勢，為阻銹劑的發展提供新的研究方向。通過選擇不同的微膠囊結構材料，重點研究微膠囊製備方法和工藝條件對微膠囊阻銹劑的形貌、尺寸和囊壁厚度等基本形態的影響，明確微膠囊的基本性能和形態與其釋放速率和阻銹效果之間的變化關係；在模擬海水混凝土環境中探討微膠囊外界環境中的氯離子濃度、溶液pH值和環境溫度對微膠囊釋放和阻銹效果的影響，揭示微膠囊阻銹劑的釋放機制和釋放動力學。另外，微膠囊阻銹劑的用量、尺寸和壁材強度對於真實混凝土的機械強度的影響，以及微膠囊阻銹劑在真實海水混凝土中的阻銹效果也需要進行詳細探討。微膠囊阻銹劑製備及其釋放行為的研究為其在濱海混凝土極端環境下的套用提供了理論依據。

結題摘要

阻銹劑微膠囊化可克服現有阻銹劑毒性大、水溶性和揮發性大、阻銹期短等缺陷，實現阻銹劑在混凝土中的有效保護和緩慢釋放。項目主要採用乳液法、噴霧法、熔融擠出法和離心制粒-包衣法等微膠囊技術製備微膠囊阻銹劑，研究了製備工藝對微膠囊形貌和釋放性能的影響；在模擬海水混凝土環境中用電化學分析儀對比微膠囊阻銹劑的阻銹效果，並初步研究微膠囊阻銹劑對真實混凝土力學性能和阻銹性能的影響。結果表明，復相乳液法製備的微膠囊形貌均勻，成球率高，乳化劑和外水相PVA濃度對乳液穩定性和微膠囊產率影響較大，但整體包埋率較低。噴霧乾燥法製備的微膠囊形貌較為規整，但表面空洞導致藥物含量和包埋率不高。熔融擠出法製備共混物在模擬海水混凝土溶液中具有緩慢釋放性能，且可通過改變芯材用量、壁材種類等進行調節。鋼筋的極化曲線和阻抗譜顯示，共混顆粒阻銹的樣品的腐蝕電流密度均比空白組和純添加亞硝酸鈣的樣品低，而容抗弧較大，具有突出的阻銹效果；聚合物/單氟磷酸鈉共混顆粒的阻銹效果不及亞硝酸鈣明顯。共混阻銹顆粒對真實混凝土同樣具有較好的阻銹效果。SEM發現，共混顆粒直徑的減小可改善與鋼筋混凝土結合程度。熔融擠出法只能製備出圓柱形共混物，但工藝簡單，包覆率高。離心制粒-包衣法製備的微膠囊阻銹劑，其模擬溶液的腐蝕電流密度均比空白組低，自然電位升高，EIS容抗弧直徑大，具有較好的阻銹效果，鋼筋腐蝕斷面形貌也證實了以上結論。微膠囊對真實混凝土的抗折強度和抗壓強度都有一定程度的提高；混凝土的氯離子擴散係數也有改善。離心制粒-包衣法製備微膠囊形態均一，尺寸可調。此外，還研究了氫氧化物共混物和微膠囊對混凝土pH值的影響。結果發現，離心制粒法製備的氫氧化物微膠囊對模擬溶液和真實混凝土的pH值均有明顯提高，而熔融擠出法製備氫氧化物共混物影響較小。微膠囊阻銹劑的製備工藝及其阻銹作用的研究為其在濱海混凝土中的套用提供了理論依據，為提高其阻銹效率提供了新的途徑。