一种钢纤维的腐蚀防护方法
【专利摘要】本发明提供一种钢纤维表面腐蚀防护方法，所述方法步骤为：首先对纤维表面进行清洗干燥，了以清除杂质，再将钢纤维进行低温等离子体表面处理。低温等离子体改性的条件为：将所述真空腔内的真空度抽到真空度10～100Pa；最后，通入所述工作气体，维持工作真空度为10～300Pa，电源频率20～400kHz，放电处理时间60～300秒。本方法可以克服现有常规钢纤维表面防腐技术存在的不足，提供了一种环保、节能的处理方法，该方法既能够实现钢纤维表面腐蚀防护又便于操作和工业化处理。
【专利说明】一种钢纤维的腐蚀防护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢纤维的腐蚀防护方法。
【背景技术】
[0002]沿海及近海地区的混凝土结构的耐久性已成为国内外工程界关注的热点问题。许多研究和工程实践表明:海洋环境对混凝土中钢筋锈蚀造成的结构破坏相当严重。在沿海工程中，氯离子是最常见而又最危险的侵蚀介质，钢筋的锈蚀主要是氯离子的侵入而引发的。
[0003]海洋环境中存在大量Cl_，因Cl—的侵蚀，随着时间的推移，混凝土结构耐久性不断降低。干湿循环区的混凝土往往是整体结构中锈蚀最严重的部位。由于干湿循环的作用，氯离子在扩散和对流等多种复杂机制的耦合作用下以较快的速度向混凝土内部渗透，混凝土中钢材的锈蚀正是由于Cr的侵入而诱发的。氯离子腐蚀主要是破坏钢表面的钝化膜，在钢表面形成“腐蚀电池”，再加上Cl—的去极化作用和Cl-的导电作用从而引起了钢的锈蚀。钢材严重锈蚀后，会导致钢材自身强度降低，而且与混凝土的粘结力也降低。
[0004]镀锌法是一种工程实用性强的化学处理法。在钢材表面镀一层锌保护膜，从而在一定程度上保护钢表面的方法。镀锌钢纤维一直被作为一种耐腐蚀钢纤维。但是工程实践发现:在含氯混凝土中镀锌钢会呈点状腐蚀。镀锌钢材在水泥浆中，在锌和水化产物之间的反应会使镀锌层渐渐被破坏，腐蚀介质最终仍会侵蚀钢材。这种发生在涂层与水泥基界面层上的化学反应过程，会导致涂层附近的水化水泥中出现大量多孔微结构，从而破坏钢纤维与水泥基界面的粘结强度。
[0005]如果能在钢纤维表面生成既能够抗海水腐蚀，同时又能与混凝土主体界面牢固结合的表面，则可以长期有效地保护钢纤维免受腐蚀介质侵蚀，同时保证混凝土材料的力学性能。`
【发明内容】
[0006]为了实现钢纤维表面腐蚀防护和提高结合强度的目的，克服现有常规钢纤维表面防腐技术存在的不足，本发明利用低温等离子体聚合方法在钢纤维表面聚合沉积六甲基二硅氧烷(HMDSO)薄膜，提供了一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其既环保、节能，又便于操作和工业化处理。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0008]一种钢纤维表面腐蚀防护方法，所述方法步骤为:首先对纤维表面进行清洗，烘干，以清除杂质，然后将钢纤维表面进行低温等离子体改性。
[0009]作为本发明的优选技术方案，所述纤维表面进行清洗是采用常规有机溶剂清洗、烘干。
[0010]作为本发明的优选技术方案，清洗后采用低温等离子体改性对钢纤维表面进行改性处理。[0011]作为本发明的优选技术方案，所述低温等离子体改性的处理过程为:将钢纤维置于一等离子体腔内，进行抽真空、进工作气体、放电和放空等操作。
[0012]作为本发明的优选技术方案，所述低温等离子体改性的条件为:将所述真空腔内的真空度抽到真空度10~IOOPa ;最后，通入所述工作气体，维持工作真空度为10~300Pa，电源频率20~400KHz，放电处理时间60~300秒，对所述钢纤维进行低温等离子体处理。
[0013]作为本发明的优选技术方案，低温等离子体改性处理时，真空腔内的背底真空度为 10 ~IOOPa0
[0014]作为本发明的优选技术方案，所述工作气体为六甲基二甲硅醚(HMDSO)和氧气的混合气体。
[0015]进一步的，所述工作气体六甲基二甲硅醚(HMDSO)原始状态为液体，使用时经加热汽化后定量喂入。
[0016]作为本发明的优选技术方案，所述工作气体中氧气的含量为5~30%，其余为六甲基二甲硅醚(HMDSO)汽体。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下显著特点:在钢纤维表面沉积一层稳定的二氧化硅保护层，会对钢纤维起到保护作用。同时由于改性层较粗糙，提高了钢纤维-水泥基界面粘结力。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是未处理的钢纤维表面的SEM图
[0019]图2是等离子体处·理后的钢纤维表面的SEM图
【具体实施方式】
[0020]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0021]一种钢纤维表面腐蚀防护方法，所述方法步骤为:首先对纤维表面进行清洗，烘干，以清除杂质，然后将钢纤维表面进行低温等离子体改性。
[0022]其中，所述低温等离子体改性的处理过程为:将钢纤维置于一等离子体腔内，进行抽真空、进工作气体、放电和放空等操作。所述低温等离子体改性的条件为:将所述真空腔内的真空度抽到真空度50Pa ;最后，通入所述工作气体，维持工作真空度为80Pa，电源频率200KHZ，放电处理时间200秒，对所述钢纤维进行低温等离子体处理。所述工作气体为六甲基二硅氧烷(HMDSO)和氧气的混合气体。所述工作气体六甲基二硅氧烷(HMDSO)原始状态为液体，使用时经加热汽化后定量喂入。所述工作气体中氧气的含量为25%，其余为六甲基二硅氧烷(HMDSO)汽体。
[0023]图1、图2分别为未处理的和经上述处理的两种钢纤维表面的SEM图。从图2中可以看到，处理后纤维表面有非常致密的六甲基二硅氧烷(HMDSO)聚合膜。
[0024]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定 的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，所述方法步骤为:首先对纤维表面进行清洗，烘干，以清除杂质，然后将钢纤维表面进行低温等离子体改性。
2.根据权利要求1所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，所述纤维表面进行清洗是采用常规有机溶剂清洗、烘干。
3.根据权利要求1所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，清洗后采用低温等离子体改性对钢纤维表面进行改性处理。
4.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，低温等离子体改性的处理过程为:将钢纤维置于一等离子体腔内，进行抽真空、进工作气体、放电和放空等操作。
5.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，低温等离子体改性的条件为:将所述真空腔内的真空度抽到真空度10~IOOPa ;最后，通入所述工作气体，维持工作真空度为10~300Pa，电源频率20~400KHz，放电处理时间60~300秒，对所述钢纤维进行低温等离子体处理。
6.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，低温等离子体改性处理时，真空腔内的背底真空度为10~lOOPa。
7.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，所述工作气体为HMDSO和氧气的混合气体。
8.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，所述工作气体HMDSO原始状态为液体，使用时经加热汽化后定量喂入。
9.根据权利要求3所述的一种钢纤维表面腐蚀防护方法，其特征在于，所述工作气体中氧气的含量为5~30%，其余为HMDSO汽体。
【文档编号】C23C16/50GK103789749SQ201210434753
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2012年11月2日
【发明者】孙敏 申请人:苏州科技学院