[发明专利]一种铋(III)改性膨润土、铋(III)改性复合膨润土的改性方法及其应用

说明书

本发明公开了一种铋(III)改性膨润土、铋(III)改性复合膨润土的改性方法及其应用，该铋(III)改性膨润土的改性方法是膨润土煅烧，并将该煅烧膨润土放入Bi(NO₃)₃溶液中浸泡，最后抽滤、干燥得到该铋(III)改性膨润土；该铋(III)改性复合膨润土的改性方法是苯胺、二氧六环、HCl混合，再与煅烧膨润土混合，得到混合物A；过硫酸铵与蒸馏水混合得到混合液B；混合液B投入到混合物A中聚合，然后抽滤水洗并干燥后，将干燥得到的物质放入Bi(NO₃)₃浸泡，最后抽滤干燥得到该铋(III)改性复合膨润土；上述两种物质混于水泥中，搅拌混匀使用，在水泥混凝土中可以通过吸附作用将氯离子吸附、固定，砠碍氯离子向钢筋的迁移，减少水泥中氯离子的浓度。

技术领域

本发明涉及混凝土的防锈技术领域，具体地说涉及一种铋(III)改性膨润土、铋(III)改性复合膨润土的改性方法及其应用。

背景技术

钢筋混凝土结构具有材料来源容易、价格低廉、坚固耐用等特点，已成为现代化生活中最常用的建筑结构。随着我国经济建设的快速发展，钢筋混凝土结构随之带来的问题也日益明显，尤其是钢筋混凝土的腐蚀问题。金属表面与周围介质发生化学变化及电化学作用而遭到的破坏，叫做金属腐蚀。如果这个破坏是发生在钢筋上的，便是钢筋腐蚀。水泥熟料颗粒水化时，将形成大量的氢氧化钙，所以混凝土对钢筋有保护作用。钢筋在这种高碱性环境下，表面能生成致密的钝化膜从而起保护作用。然而，在一定条件下，外界的侵蚀性物质能经过混凝土的孔隙，抵达钢筋表面，改变钢筋附近的环境，使钢筋表面钝化膜受到破坏而发生腐蚀。呈活化态的钢筋表面所发生腐蚀反应的电化学机理是，当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和液态氧还原的阴极反应，相互以等速度进行，反应式如下：阳极反应：2Fe-4e→2Fe²⁺，阴极反应： O₂+2H₂O+4e→4OH^-。腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合，在钢筋表面析出氢氧化铁，其反应式为：Fe²⁺+4OH→2Fe(OH)₂， 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃。该化合物被溶解氧化后生成氢氧化铁Fe(OH)₃，并进一步生成nFe₂O₃·mH₂O(红锈)，一部分氧化不完全变成Fe₃O₄(黑锈)，在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到原来体积的4倍，黑锈体积可大到原来的两倍。混凝土中的钢筋锈蚀到一定程度，由于钢筋产生的体膨胀力足以使保护层混凝土开裂，而裂缝及保护层的剥落，又进一步导致钢筋更剧烈的腐蚀。

对于钢筋的保护，阻锈剂能够有效的阻止或延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏，如专利号为CN201410053686.0的中国专利提供的掺入型咪唑离子液体混凝土钢筋阻锈剂和应用，但这类阻锈剂均是在钢筋表面形成保护膜，阻止混凝土中钢筋对氯离子的吸附，是一种被动的阻锈剂。

北京化工大学的硕士论文“焙烧水滑石(CLDH)对氯离子存在下钢筋腐蚀行为的影响”一文提出了用焙烧水滑石阻止氯迁移的方法，通过吸附将氯离子固定，砠碍氯离子向钢筋的迁移，减少水泥中氯离子的浓度。但是这种吸附剂的材料不常见，成本高。

膨润土也称蒙脱土，其英文名为Bentonite，是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产。蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1 型晶体结构，呈层状，具有特殊的吸水性、水塑性、粘结性以及较强的离子交换性等，是当今应用范围最广、经济价值较高的粘土矿物之一，它已被广泛应用于冶金、机械、石油、化工、高分子材料和环境保护等各个领域。

发明内容