一种钢筋防腐蚀玻璃涂层材料的制备及涂覆方法
【专利摘要】本发明公开了一种钢筋防腐蚀玻璃涂层材料的制备及涂覆方法。它含有以下成分，二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45wt.%氧化钠5~25wt.%。其制备工艺包括，按一定比例配料，在高温下熔制玻璃，保温一段时间后水淬得到玻璃料，将玻璃料与适量磨加物混合球磨，调制浆料，在预处理后的基体表面进行涂覆，在高温下进行烧制。采用本工艺方法的优点是，不用对钢铁基板进行预镀镍，制备工艺简便，获得的涂层与基板具粘结性良好，具有优越的耐磨和耐腐蚀性。
【专利说明】一种钢筋防腐蚀玻璃涂层材料的制备及涂覆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种钢筋防腐蚀玻璃涂层材料，特别是一种耐酸碱，高硬度，耐磨性能良好的玻璃涂层材料，它的制备及涂覆于钢材上的方法。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土广泛应用于高层建筑和道路建设中，此种高级建筑材料有两个不可避免的缺陷:钢筋与水泥浆料之间的界面结合力不高；在使用过程中，空气中的CO2，雨水，海水中的Cr从水泥微孔和裂纹扩散进人混凝土，均导致钢筋腐蚀、膨胀，使周围的混凝土产生张应力，导致破裂，进一步加剧腐蚀。
[0003]针对以上问题，目前一种有效措施为在混凝土中的钢筋上涂覆保护层。使用最为广泛的是镀锌涂层和环氧树脂涂层，两种涂层均具有较好的防护作用。但是镀锌钢筋具有使用年限较短，表面锌层被腐蚀，与混凝土的结合力较弱等缺点，环氧树脂涂层也受到广泛的质疑，认为其防护效果有限。
[0004]最近几年来，很多研究院所对钢筋混凝土的防腐蚀的研究放在玻璃涂层之上。如P.Y.Shih等人在《非晶性固体杂志》1998年第224期143~152页中报导.对P205-Na20-Cu0玻璃涂层进行研究，通过三种成分的不同配比，找出最适合的配方，同时研究了该体系玻璃的耐蚀性较不含铜的玻璃较好；闻东明等人在《建筑与建筑材料》2012年第28期第1卷512~518页中报导在玻璃层中添加一定量的水泥粒子能够增强玻璃层与混凝土的结合力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种新的玻璃涂层配方，提高玻璃涂层的综合性能。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
(1)将钢材定尺切割，用砂纸打磨，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，再把试样放入清洗剂中进行超声波振动5~30 min，蒸馏水冲洗、干燥备用；
(2)将二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45 wt.%，氧化钠5~25 wt.%加入研钵中，搅拌混合均匀；
(3)将混合好的材料置于氧化铝坩埚中，马弗炉加热至100(Tl60(rC熔制，保温广5h。水淬得玻璃料；
(4)将玻璃料，无水乙醇200~600mL，水泥0~50wt.%，粘土 1~10 wt.%，尿素0~5 wt.%,硝酸钠O~5 wt.%加入球磨机,球料比(10~30):1,球磨1~5 h ；
(5)取球磨得到的玻璃浆料倒入烧杯中，过200目筛，取过筛的浆料，添加一定量的无水乙醇，使玻璃料的含量在30~60wt.%左右，用保鲜膜将烧杯封口，静置2~10 h使玻璃粉料陈化；
(6)采用提拉法在预处理后的钢材上涂搪，以均匀的速度从浆料中缓慢地向外提拉，通过控制提拉速度和浆料的浓度来控制钢板表面的玻璃涂层厚度为0.~1.5mm。将涂覆好的钢材放在阴凉通风处I~8 h，充分风干，放入15(T200°C保温炉中保温1(T60 min ；
(7)将涂覆玻璃涂层的钢材置于马弗炉中，升温至50(T80(TC进行热处理，保温l(T60min，取出后空气冷却。
[0007]本发明具有材料造价低廉，工艺简便；能够与金属基体形成化学键，同时具有机械咬合作用，使金属基体与玻璃涂层的结合强度较高；具有优异的耐酸耐碱性能；硬度较高，耐磨性较好等特点，适合推广产业化。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为裸钢扫描电镜照片；
图2-1为放大500倍纯玻璃层与钢筋结合扫描电镜照片；
图2-2为放大250倍纯玻璃层与钢筋结合扫描电镜照片；
图3-1为放大500倍含有50wt.%水泥玻璃涂层与钢筋结合扫描电镜照片；
图3-2为放大2000倍含有50wt.%水泥玻璃涂层与钢筋结合扫描电镜照片；
其中，附图标记I为镶样料，2为钢筋材料,3为气孔,4为水泥颗粒,5为岛状物,6为齿状结构。
【具体实施方式】
[0009]实施例1
将钢材定尺切割，用砂纸打磨，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，再把试样放入清洗剂中进行超声波振动5~30 min，蒸馏水冲洗、干燥备用。
[0010]将二氧化硅60wt.%，氧化硼30wt.%，氧化钠IOwt.%加入研钵中，搅拌混合均匀置于氧化铝坩埚中，置于马弗炉中加热至1200°C熔制，保温广5 h。水淬得玻璃料。将玻璃料，无水乙醇400mL,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸钠5 wt.%加入球磨机，球料比20:1,球磨3h。得到的玻璃浆料倒入烧杯中，用200目筛过筛，筛余中添加一定量的无水乙醇，使玻璃料的含量在60wt.%，用保鲜膜将烧杯封口，静置5 h使玻璃粉料陈化。
[0011]将预处理后的钢材以均匀的速度从浆料中缓慢地向外提拉，通过控制提拉速度和浆料的浓度来控制钢板表面的玻璃涂层厚度为0.3mm。将涂覆好的钢材放在阴凉通风处5h风干，放入160°C保温炉中保温30 min。置于马弗炉中升温至600°C进行热处理，保温40min，取出后空气冷却。
[0012]实施例2
将钢材定尺切割，用砂纸打磨，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，再把试样放入清洗剂中进行超声波振动5~30 min，蒸馏水冲洗、干燥备用。
[0013]将二氧化硅70wt.%，氧化硼25wt.%，氧化钠5wt.%加入研钵中，搅拌混合均匀置于氧化铝坩埚中，置于马弗炉中加热至1200°C熔制，保温广5 h。水淬得玻璃料。将玻璃料，无水乙醇400mL,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸钠5 wt.%加入球磨机，球料比20:1,球磨3h。得到的玻璃浆料倒入烧杯中，用200目筛过筛，筛余中添加一定量的无水乙醇，使玻璃料的含量在60wt.%，用保鲜膜将烧杯封口，静置5 h使玻璃粉料陈化。
[0014]将预处理后的钢材以均匀的速度从浆料中缓慢地向外提拉，通过控制提拉速度和浆料的浓度来控制钢板表面的玻璃涂层厚度为0.3mm。将涂覆好的钢材放在阴凉通风处5h风干，放入160°C保温炉中保温30 min。置于马弗炉中升温至600°C进行热处理，保温40min，取出后空气冷却。
[0015]实施例3
将钢材定尺切割，用砂纸打磨，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，再把试样放入清洗剂中进行超声波振动5~30 min，蒸馏水冲洗、干燥备用。
[0016]将二氧化硅60wt.%，氧化硼30wt.%，氧化钠IOwt.%加入研钵中，搅拌混合均匀置于氧化铝坩埚中，置于马弗炉中加热至1200°C熔制，保温f 5 h。水淬得玻璃料。将玻璃料，无水乙醇400mL,水泥50wt.%,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸钠5 wt.%加入球磨机,球料比20:1，球磨3h。得到的玻璃浆料倒入烧杯中，用200目筛过筛，筛余中添加一定量的无水乙醇，使玻璃料的含量在40wt.%，用保鲜膜将烧杯封口，静置3 h使玻璃粉料陈化。
[0017]将预处理后的钢材以均匀的速度从浆料中缓慢地向外提拉，通过控制提拉速度和浆料的浓度来控制钢板表面的玻璃涂层厚度为0.3mm。将涂覆好的钢材放在阴凉通风处5h风干，放入160°C保温炉中保温30 min。置于马弗炉中升温至600°C进行热处理，保温40min，取出后空气冷却。
[0018]实施例4
将钢材定尺切割，用砂纸打磨，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，再把试样放入清洗剂中进行超声波振动5~30 min，蒸馏水冲洗、干燥备用。
[0019]将二氧化硅70wt.%，氧化硼25wt.%，氧化钠5wt.%加入研钵中，搅拌混合均匀置于氧化铝坩埚中，置于马弗炉中加热至1200°C熔制，保温广5 h。水淬得玻璃料。将玻璃料，无水乙醇400mL,水泥50wt.%,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸钠5 wt.%加入球磨机,球料比20:1，球磨3h。得到的玻璃浆料倒入烧杯中，用200目筛过筛，筛余中添加一定量的无水乙醇，使玻璃
料的含量在40wt.%，用保鲜膜将烧杯封口，静置3h使玻璃粉料陈化。
[0020]将预处理后的钢材以均匀的速度从浆料中缓慢地向外提拉，通过控制提拉速度和浆料的浓度来控制钢板表面的玻璃涂层厚度为0.3mm。将涂覆好的钢材放在阴凉通风处5h风干，放入160°C保温炉中保温30 min。置于马弗炉中升温至600°C进行热处理，保温40min，取出后空气冷却。
【权利要求】
1.一种钢筋防腐蚀玻璃涂层材料，其特征是:含有以下主要成分，二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45wt.%,氧化钠5~25wt.%。
2.根据权利要求1所述的钢筋防腐蚀玻璃涂层材料的制备方法，其特征是: (1)将一定量的二氧化硅，氧化硼，氧化钠加入研钵中，搅拌混合均匀；(2)将混合好的材料置于氧化铝坩埚中，100(T1600°C熔制，保温广5 h，水淬得玻璃料； (3)将玻璃料，无水乙醇200~600mL，水泥0-50 wt.%，粘土 I~IOwt.%，尿素0~5wt.%，硝酸钠0~5wt.%加入球磨机,球料比(10~30):1,球磨1~5 h ； (4)球磨得到的玻璃浆料过200目筛，添加一定量的无水乙醇，使玻璃料的含量在3(T60wt.%左右，静置2~10 h使玻璃粉料陈化。
3.根据权利要求1或2所述的钢筋防腐蚀玻璃涂层材料的涂覆方法，其特征是: (1)将钢材定尺切割，除去表面的氧化物，进行酸洗、碱洗，超声波振动5~30min，蒸馏水冲洗、干燥； (2)采用提拉法在钢材上涂搪，控制钢板表面的玻璃涂层厚度在0.1~1.5mm，涂搪完毕之后，将钢材放在阴凉通风处1~8 h，充分风干，放入150~200°C保温炉中保温10~60 min ； (3)将涂覆玻璃 涂层的钢材置于马弗炉中，升温至500~800℃热处理，保温l0~60min，取出后空气冷却，即成。
【文档编号】C25D11/00GK103848572SQ201210515631
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月5日 优先权日:2012年12月5日
【发明者】周伟, 郑峰, 龙兰 申请人:周伟