本发明涉及混凝土技术领域，具体涉及一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土。
背景技术：
沿海港口、盐田以及盐渍土地区，通常含有大量硫酸盐及氯盐，对混凝土及钢筋具有严重侵蚀作用，这些地区的钢筋混凝土结构受到了比较严重的破坏，极大地缩短了结构使用寿命。在这些易侵蚀地区，钢筋混凝土结构的耐久性问题已经成为了困扰国内外研究人员的难题。目前比较传统的方法是在水泥和矿物掺合料上进行改良，为了抗腐蚀可以采用抗硫酸盐的水泥，或者加入类似功能的矿物掺合料。然而，这种抗硫酸盐的水泥和矿物掺合料供应有限，价格昂贵，很难广泛应用。更为重要的是抗硫酸盐水泥对于防止氯盐引起钢筋锈蚀能力差，从而严重影响侵蚀地区钢筋混凝土结构耐久性。另外一种方法就是通过掺入磨细矿物掺合料，通过该掺合料的加入，可以改善水泥水化密实性能，减少盐类腐蚀应力，但当腐蚀环境为中等腐蚀或强腐蚀时，仅靠此种方法并不能取得很好的防腐蚀效果。因此，亟待寻求一种针对氯盐和硫酸盐类腐蚀的高效防腐蚀剂，不仅通过提高混凝土密实性来抵抗盐类腐蚀，而且可以从根本的反应机理上起到阻止或延缓硫酸盐和氯盐腐蚀的作用，从而提高混凝土耐久性。本发明正是从这一思路出发，研制一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，该防腐混凝土可以广泛用于沿海港口、盐田以及盐渍土等侵蚀地区，为极端环境建筑结构提供理想水泥混凝土材料。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决混凝土结构材料在沿海港口、盐田以及盐渍土等侵蚀地区的腐蚀问题，进而提供一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，该防腐混凝土可以广泛用于沿海港口、盐田以及盐渍土等侵蚀地区，为极端环境建筑结构提供理想水泥混凝土材料。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案予以实现：一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，所述阻锈剂化学组成包括：mg3al-no3、zn2al-no3、ca2al-cl和caal-cl当中的一种或多种；
所述高性能混凝土是由阻锈剂、水和高效分散剂混合在一起，混合时间为10～20分钟，并通过高功率超声均化方法，制备层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，超声均化时间为20-40分钟；然后，根据特定应用环境，选择单一或耦合层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，将其添加到混凝土干料中制得，所加阻锈剂纳米流体与混凝土干料的比例是0.1-0.2:1.0。
作为本方案的进一步优化，所述阻锈剂的制备方法包括低温快速制备法、微波爆聚制备法和电化学激发制备法。
作为本方案的进一步优化，所述低温快速制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按照一定的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化8～12小时，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述微波爆聚制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按照一定的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述电化学激发制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按一定摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度电流作用下，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述高效分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、op-10、吐温80、司盘60、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和木质素磺酸钠。
有益效果：
本发明提供一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，具有以下有益效果：
(1)层状双氢氧化物阻锈剂可以为水泥水化提供成核位点，促进水泥水化，帮助混凝土产生更高的强度；因此，掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土不但具有优异的防腐蚀性能，还具有优异的力学性能。
(2)层状双氢氧化物阻锈剂分散到混凝土基体中，可以密实混凝土孔结构，提高混凝土抗渗性，进一步提升混凝土耐久性。因此，掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土具有防腐、抗冻等多种优异性能，耐久性能远超普通混凝土。
(3)本发明混凝土材料组成简单，应用可靠性高，且混凝土掺有很少量的层状双氢氧化物阻锈剂就可以获得极高的防腐蚀能力，经济环保。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，所述阻锈剂化学组成包括：mg3al-no3、zn2al-no3、ca2al-cl和caal-cl当中的一种或多种；
所述高性能混凝土是由阻锈剂、水和高效分散剂混合在一起，混合时间为10～20分钟，并通过高功率超声均化方法，制备层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，超声均化时间为20-40分钟；然后，根据特定应用环境，选择单一或耦合层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，将其添加到混凝土干料中制得，所加阻锈剂纳米流体与混凝土干料的比例是0.1-0.2:1.0。
作为本方案的进一步优化，所述阻锈剂的制备方法包括低温快速制备法、微波爆聚制备法和电化学激发制备法。
作为本方案的进一步优化，所述低温快速制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按照一定的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化8～12小时，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
如以下几种层状双氢氧化物阻锈剂的制备：
(1)将mgno3和al2(no3)3按照3:1～3:2的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化8～12小时，获得mg3al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(2)将znno3和al2(no3)3按照3:1～3:3的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化5～15小时，获得zn2al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(3)将cacl2和alcl3按照4:1～3:1的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化8～12小时，获得ca2al-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
(4)将cacl2和alcl3按照2:1～1:1的摩尔比例混合均匀，然后常温下加入碱液快速搅拌，并晶化8～12小时，获得caal-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述高效分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、op-10、吐温80、司盘60、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和木质素磺酸钠。
实施例2
一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，所述阻锈剂化学组成包括：mg3al-no3、zn2al-no3、ca2al-cl和caal-cl当中的一种或多种；
所述高性能混凝土是由阻锈剂、水和高效分散剂混合在一起，混合时间为10～20分钟，并通过高功率超声均化方法，制备层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，超声均化时间为20-40分钟；然后，根据特定应用环境，选择单一或耦合层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，将其添加到混凝土干料中制得，所加阻锈剂纳米流体与混凝土干料的比例是0.1-0.2:1.0。
作为本方案的进一步优化，所述阻锈剂的制备方法包括低温快速制备法、微波爆聚制备法和电化学激发制备法。
作为本方案的进一步优化，所述微波爆聚制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按照一定的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
如以下几种层状双氢氧化物阻锈剂的制备：
(1)将mgno3和al2(no3)3按照3:1～3:2的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得mg3al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(2)将znno3和al2(no3)3按照3:1～3:3的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得zn2al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(3)将cacl2和alcl3按照4:1～3:1的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得ca2al-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
(4)将cacl2和alcl3按照2:1～1:1的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度微波作用下，获得caal-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述高效分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、op-10、吐温80、司盘60、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和木质素磺酸钠。
实施例3
一种掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土，所述阻锈剂化学组成包括：mg3al-no3、zn2al-no3、ca2al-cl和caal-cl当中的一种或多种；
所述高性能混凝土是由阻锈剂、水和高效分散剂混合在一起，混合时间为10～20分钟，并通过高功率超声均化方法，制备层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，超声均化时间为20-40分钟；然后，根据特定应用环境，选择单一或耦合层状双氢氧化物阻锈剂纳米流体，将其添加到混凝土干料中制得，所加阻锈剂纳米流体与混凝土干料的比例是0.1-0.2:1.0。
作为本方案的进一步优化，所述阻锈剂的制备方法包括低温快速制备法、微波爆聚制备法和电化学激发制备法。
作为本方案的进一步优化，所述电化学激发制备法为：将二价金属的结晶水合盐和三价金属的结晶水合盐按一定摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和2wt％～5wt％吸波剂，在高强度电流作用下，获得层状双氢氧化物阻锈剂。
如以下几种层状双氢氧化物阻锈剂的制备：
(1)将mgno3和al2(no3)3按照3:1～3:2的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和1wt％-3wt％电传导稳定剂，在高强度电流作用下，获得mg3al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(2)将znno3和al2(no3)3按照3:1～3:3的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和1wt％-3wt％电传导稳定剂，在高强度电流作用下，获得zn2al-no3层状双氢氧化物阻锈剂。
(3)将cacl2和alcl3按照4:1～3:1的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和1wt％-3wt％电传导稳定剂，在高强度电流作用下，获得ca2al-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
(4)将cacl2和alcl3按照2:1～1:1的摩尔比例混合均匀，然后加入混合液质量比15wt％～30wt％碱液、5wt％～8wt％化学助剂和1wt％-3wt％电传导稳定剂，在高强度电流作用下，获得caal-cl层状双氢氧化物阻锈剂。
作为本方案的进一步优化，所述高效分散剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、op-10、吐温80、司盘60、羧甲基纤维素钠、聚阴离子纤维素、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和木质素磺酸钠。
工作原理：
沿海港口、盐田以及盐渍土地区，通常含有大量硫酸盐及氯盐，对混凝土及钢筋具有严重侵蚀作用，这些地区的钢筋混凝土结构受到了比较严重的破坏，极大地缩短了结构使用寿命。在这些易侵蚀地区，钢筋混凝土结构的耐久性问题已经成为了困扰国内外研究人员的难题。掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土具有强力防腐蚀能力。具体防腐保护方式是，含有大量硫酸盐及氯盐的水渗入到掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土中，与层状双氢氧化物阻锈剂接触后将激发其高效阻锈能力，阻锈剂将对混凝土酸根离子产生强烈的吸附作用，吸附率达到95％以上，从而避免钢筋混凝土锈蚀。本发明所用的掺有层状双氢氧化物阻锈剂的高性能防腐混凝土同时兼具优异力学性能、抗渗耐久性等多种性能。该高性能防腐混凝土可以广泛用于沿海港口、盐田以及盐渍土等侵蚀地区，为极端环境建筑结构提供理想水泥混凝土材料。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。