发明内容

本发明的目的是提供一种改性层状硅酸盐的制备方法、以及利用该方法制得的改性层状硅酸盐，以该改性层状硅酸盐为主要原料制得的混凝土具有良好的抗腐蚀性，尤其适用于海洋、盐湖等恶劣环境；本发明的另一目的是提供该改性层状硅酸盐的应用。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种改性层状硅酸盐的制备方法，包括如下步骤：

(1)以层状硅酸盐和碱溶液为原料，搅拌均匀后，烘干得羟基活化的层状硅酸盐；

(2)将所述羟基活化的层状硅酸盐和偶联剂反应1～2h后，在120～180℃下焙烧2～3h。

本发明发现，层状硅酸盐矿物本身为层状结构，在粉末破碎过程中会形成微米级的层台状结构，从而增加其表面的粗糙度；进一步地，本发明还发现，在层台状结构的层状硅酸盐表面进行改性，可进一步增加其疏水性能。

为了进一步提升改性层状硅酸盐的疏水性，本发明对其制备方法进行了优化，具体如下：

作为优选，所述层状硅酸盐为选自白云母、绢云母、钠云母、金云母、黑云母、铁黑云母、锂云母、蛭石中的一种或几种；优选所述层状硅酸盐的粒径小于300目。

作为优选，所述碱溶液为选自氢氧化钠水溶液、碳酸氢氨水溶液、氨水水溶液中的一种或几种；优选所述碱溶液的浓度为10～20％。

本发明中，采用上述层状硅酸盐、及上述碱溶液更有利于制备高疏水性的改性层状硅酸盐。

作为优选，步骤(1)中，所述层状硅酸盐与所述碱溶液的质量比为1：(5～10)。

针对本发明的反应体系，当所述层状硅酸盐与所述碱溶液的质量比为1：(5～10)时，效果最佳。

作为优选，所述偶联剂为选自十六烷基三甲基溴化铵、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

进一步地，所述偶联剂以偶联剂稀释液的形式加入。

更进一步地，按质量比计，在所述偶联剂稀释液中，乙醇：水：偶联剂＝1：8：1。

作为优选，步骤(2)中，所述羟基活化的层状硅酸盐与所述偶联剂的质量比为1：(0.5～1)。

针对本发明的反应体系，当所述羟基活化的层状硅酸盐与所述偶联剂的质量比为1：(0.5～1)时，效果最佳。

作为优选，步骤(1)中，所述烘干在140～160℃下进行。

本发明同时提供一种改性层状硅酸盐，所述改性层状硅酸盐利用上述的方法制得。将所述改性层状硅酸盐用于海工混凝土中，混凝土抗硫酸盐侵蚀及抗氯离子渗透性能显著提升，改善了混凝土的耐久性。

本发明还提供上述改性层状硅酸盐在制备混凝土中的应用；优选在制备抗腐蚀混凝土中的应用。

本发明还提供一种混凝土，原料包括：上述的改性层状硅酸盐。

本发明提供的混凝土可阻隔外界水中离子，大幅度减少混凝土的腐蚀，在不影响混凝土强度和流动性的前提下，极好地改善了混凝土的耐久性。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提出的改性层状硅酸盐在防腐蚀混凝土中使用时，能够增加混凝土的疏水性，混凝土抗蚀系数提升16～23％。

(2)本发明提出的改性层状硅酸盐，针对混凝土服役恶劣的环境(如海洋、盐湖等)，在不影响混凝土工作性和强度的条件下，提升了耐久性。

(3)本发明提出的改性层状硅酸盐，采用有机疏水改性和微米级层台结构，可提高混凝土的耐久性，为海洋工程提供了有力的技术支持。