一種鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料的制備及涂覆方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料的制備及涂覆方法。它含有以下成分，二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45wt.%氧化鈉5~25wt.%。其制備工藝包括，按一定比例配料，在高溫下熔制玻璃，保溫一段時間后水淬得到玻璃料，將玻璃料與適量磨加物混合球磨，調(diào)制漿料，在預(yù)處理后的基體表面進行涂覆，在高溫下進行燒制。采用本工藝方法的優(yōu)點是，不用對鋼鐵基板進行預(yù)鍍鎳，制備工藝簡便，獲得的涂層與基板具粘結(jié)性良好，具有優(yōu)越的耐磨和耐腐蝕性。
【專利說明】一種鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料的制備及涂覆方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料，特別是一種耐酸堿，高硬度，耐磨性能良好的玻璃涂層材料，它的制備及涂覆于鋼材上的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼筋混凝土廣泛應(yīng)用于高層建筑和道路建設(shè)中，此種高級建筑材料有兩個不可避免的缺陷:鋼筋與水泥漿料之間的界面結(jié)合力不高；在使用過程中，空氣中的CO2，雨水，海水中的Cr從水泥微孔和裂紋擴散進人混凝土，均導(dǎo)致鋼筋腐蝕、膨脹，使周圍的混凝土產(chǎn)生張應(yīng)力，導(dǎo)致破裂，進一步加劇腐蝕。
[0003]針對以上問題，目前一種有效措施為在混凝土中的鋼筋上涂覆保護層。使用最為廣泛的是鍍鋅涂層和環(huán)氧樹脂涂層，兩種涂層均具有較好的防護作用。但是鍍鋅鋼筋具有使用年限較短，表面鋅層被腐蝕，與混凝土的結(jié)合力較弱等缺點，環(huán)氧樹脂涂層也受到廣泛的質(zhì)疑，認(rèn)為其防護效果有限。
[0004]最近幾年來，很多研究院所對鋼筋混凝土的防腐蝕的研究放在玻璃涂層之上。如P.Y.Shih等人在《非晶性固體雜志》1998年第224期143~152頁中報導(dǎo).對P205-Na20-Cu0玻璃涂層進行研究，通過三種成分的不同配比，找出最適合的配方，同時研究了該體系玻璃的耐蝕性較不含銅的玻璃較好；聞東明等人在《建筑與建筑材料》2012年第28期第1卷512~518頁中報導(dǎo)在玻璃層中添加一定量的水泥粒子能夠增強玻璃層與混凝土的結(jié)合力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新的玻璃涂層配方，提高玻璃涂層的綜合性能。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
(1)將鋼材定尺切割，用砂紙打磨，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，再把試樣放入清洗劑中進行超聲波振動5~30 min，蒸餾水沖洗、干燥備用；
(2)將二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45 wt.%，氧化鈉5~25 wt.%加入研缽中，攪拌混合均勻；
(3)將混合好的材料置于氧化鋁坩堝中，馬弗爐加熱至100(Tl60(rC熔制，保溫廣5h。水淬得玻璃料；
(4)將玻璃料，無水乙醇200~600mL，水泥0~50wt.%，粘土 1~10 wt.%，尿素0~5 wt.%,硝酸鈉O~5 wt.%加入球磨機,球料比(10~30):1,球磨1~5 h ；
(5)取球磨得到的玻璃漿料倒入燒杯中，過200目篩，取過篩的漿料，添加一定量的無水乙醇，使玻璃料的含量在30~60wt.%左右，用保鮮膜將燒杯封口，靜置2~10 h使玻璃粉料陳化；
(6)采用提拉法在預(yù)處理后的鋼材上涂搪，以均勻的速度從漿料中緩慢地向外提拉，通過控制提拉速度和漿料的濃度來控制鋼板表面的玻璃涂層厚度為0.~1.5mm。將涂覆好的鋼材放在陰涼通風(fēng)處I~8 h，充分風(fēng)干，放入15(T200°C保溫爐中保溫1(T60 min ；
(7)將涂覆玻璃涂層的鋼材置于馬弗爐中，升溫至50(T80(TC進行熱處理，保溫l(T60min，取出后空氣冷卻。
[0007]本發(fā)明具有材料造價低廉，工藝簡便；能夠與金屬基體形成化學(xué)鍵，同時具有機械咬合作用，使金屬基體與玻璃涂層的結(jié)合強度較高；具有優(yōu)異的耐酸耐堿性能；硬度較高，耐磨性較好等特點，適合推廣產(chǎn)業(yè)化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為裸鋼掃描電鏡照片；
圖2-1為放大500倍純玻璃層與鋼筋結(jié)合掃描電鏡照片；
圖2-2為放大250倍純玻璃層與鋼筋結(jié)合掃描電鏡照片；
圖3-1為放大500倍含有50wt.%水泥玻璃涂層與鋼筋結(jié)合掃描電鏡照片；
圖3-2為放大2000倍含有50wt.%水泥玻璃涂層與鋼筋結(jié)合掃描電鏡照片；
其中，附圖標(biāo)記I為鑲樣料，2為鋼筋材料,3為氣孔,4為水泥顆粒,5為島狀物,6為齒狀結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0009]實施例1
將鋼材定尺切割，用砂紙打磨，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，再把試樣放入清洗劑中進行超聲波振動5~30 min，蒸餾水沖洗、干燥備用。
[0010]將二氧化硅60wt.%，氧化硼30wt.%，氧化鈉IOwt.%加入研缽中，攪拌混合均勻置于氧化鋁坩堝中，置于馬弗爐中加熱至1200°C熔制，保溫廣5 h。水淬得玻璃料。將玻璃料，無水乙醇400mL,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸鈉5 wt.%加入球磨機，球料比20:1,球磨3h。得到的玻璃漿料倒入燒杯中，用200目篩過篩，篩余中添加一定量的無水乙醇，使玻璃料的含量在60wt.%，用保鮮膜將燒杯封口，靜置5 h使玻璃粉料陳化。
[0011]將預(yù)處理后的鋼材以均勻的速度從漿料中緩慢地向外提拉，通過控制提拉速度和漿料的濃度來控制鋼板表面的玻璃涂層厚度為0.3mm。將涂覆好的鋼材放在陰涼通風(fēng)處5h風(fēng)干，放入160°C保溫爐中保溫30 min。置于馬弗爐中升溫至600°C進行熱處理，保溫40min，取出后空氣冷卻。
[0012]實施例2
將鋼材定尺切割，用砂紙打磨，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，再把試樣放入清洗劑中進行超聲波振動5~30 min，蒸餾水沖洗、干燥備用。
[0013]將二氧化硅70wt.%，氧化硼25wt.%，氧化鈉5wt.%加入研缽中，攪拌混合均勻置于氧化鋁坩堝中，置于馬弗爐中加熱至1200°C熔制，保溫廣5 h。水淬得玻璃料。將玻璃料，無水乙醇400mL,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸鈉5 wt.%加入球磨機，球料比20:1,球磨3h。得到的玻璃漿料倒入燒杯中，用200目篩過篩，篩余中添加一定量的無水乙醇，使玻璃料的含量在60wt.%，用保鮮膜將燒杯封口，靜置5 h使玻璃粉料陳化。
[0014]將預(yù)處理后的鋼材以均勻的速度從漿料中緩慢地向外提拉，通過控制提拉速度和漿料的濃度來控制鋼板表面的玻璃涂層厚度為0.3mm。將涂覆好的鋼材放在陰涼通風(fēng)處5h風(fēng)干，放入160°C保溫爐中保溫30 min。置于馬弗爐中升溫至600°C進行熱處理，保溫40min，取出后空氣冷卻。
[0015]實施例3
將鋼材定尺切割，用砂紙打磨，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，再把試樣放入清洗劑中進行超聲波振動5~30 min，蒸餾水沖洗、干燥備用。
[0016]將二氧化硅60wt.%，氧化硼30wt.%，氧化鈉IOwt.%加入研缽中，攪拌混合均勻置于氧化鋁坩堝中，置于馬弗爐中加熱至1200°C熔制，保溫f 5 h。水淬得玻璃料。將玻璃料，無水乙醇400mL,水泥50wt.%,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸鈉5 wt.%加入球磨機,球料比20:1，球磨3h。得到的玻璃漿料倒入燒杯中，用200目篩過篩，篩余中添加一定量的無水乙醇，使玻璃料的含量在40wt.%，用保鮮膜將燒杯封口，靜置3 h使玻璃粉料陳化。
[0017]將預(yù)處理后的鋼材以均勻的速度從漿料中緩慢地向外提拉，通過控制提拉速度和漿料的濃度來控制鋼板表面的玻璃涂層厚度為0.3mm。將涂覆好的鋼材放在陰涼通風(fēng)處5h風(fēng)干，放入160°C保溫爐中保溫30 min。置于馬弗爐中升溫至600°C進行熱處理，保溫40min，取出后空氣冷卻。
[0018]實施例4
將鋼材定尺切割，用砂紙打磨，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，再把試樣放入清洗劑中進行超聲波振動5~30 min，蒸餾水沖洗、干燥備用。
[0019]將二氧化硅70wt.%，氧化硼25wt.%，氧化鈉5wt.%加入研缽中，攪拌混合均勻置于氧化鋁坩堝中，置于馬弗爐中加熱至1200°C熔制，保溫廣5 h。水淬得玻璃料。將玻璃料，無水乙醇400mL,水泥50wt.%,粘土 5wt.%,尿素2 wt.%,硝酸鈉5 wt.%加入球磨機,球料比20:1，球磨3h。得到的玻璃漿料倒入燒杯中，用200目篩過篩，篩余中添加一定量的無水乙醇，使玻璃
料的含量在40wt.%，用保鮮膜將燒杯封口，靜置3h使玻璃粉料陳化。
[0020]將預(yù)處理后的鋼材以均勻的速度從漿料中緩慢地向外提拉，通過控制提拉速度和漿料的濃度來控制鋼板表面的玻璃涂層厚度為0.3mm。將涂覆好的鋼材放在陰涼通風(fēng)處5h風(fēng)干，放入160°C保溫爐中保溫30 min。置于馬弗爐中升溫至600°C進行熱處理，保溫40min，取出后空氣冷卻。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料，其特征是:含有以下主要成分，二氧化硅35~70wt.%，氧化硼15~45wt.%,氧化鈉5~25wt.%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料的制備方法，其特征是: (1)將一定量的二氧化硅，氧化硼，氧化鈉加入研缽中，攪拌混合均勻；(2)將混合好的材料置于氧化鋁坩堝中，100(T1600°C熔制，保溫廣5 h，水淬得玻璃料； (3)將玻璃料，無水乙醇200~600mL，水泥0-50 wt.%，粘土 I~IOwt.%，尿素0~5wt.%，硝酸鈉0~5wt.%加入球磨機,球料比(10~30):1,球磨1~5 h ； (4)球磨得到的玻璃漿料過200目篩，添加一定量的無水乙醇，使玻璃料的含量在3(T60wt.%左右，靜置2~10 h使玻璃粉料陳化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼筋防腐蝕玻璃涂層材料的涂覆方法，其特征是: (1)將鋼材定尺切割，除去表面的氧化物，進行酸洗、堿洗，超聲波振動5~30min，蒸餾水沖洗、干燥； (2)采用提拉法在鋼材上涂搪，控制鋼板表面的玻璃涂層厚度在0.1~1.5mm，涂搪完畢之后，將鋼材放在陰涼通風(fēng)處1~8 h，充分風(fēng)干，放入150~200°C保溫爐中保溫10~60 min ； (3)將涂覆玻璃 涂層的鋼材置于馬弗爐中，升溫至500~800℃熱處理，保溫l0~60min，取出后空氣冷卻，即成。
【文檔編號】C25D11/00GK103848572SQ201210515631
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月5日
【發(fā)明者】周偉, 鄭峰, 龍?zhí)m 申請人:周偉