一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂及制备方法，外加剂由二氧化硅纳米点修饰亚硝酸根插层层状双金属氢氧化物(nano‑SiO2@LDHs)组成；通过微乳液法合成纳米二氧化硅(nano‑SiO2)溶液，共沉积法合成亚硝酸根插层的层状Mg‑Al氢氧化物(LDHs)粉末；将制备的LDHs溶液加入纳米二氧化硅溶液，所得悬浊液经离心、洗涤、烘干，即得。本发明提供的混凝土外加剂可广泛应用于港口、跨海大桥、防汛堤坝等海工混凝土工程，可以同时提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀，且该外加剂制备工艺简单易于产业化和推广，应用前景十分广阔。

权利要求

1.一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂，其特征在于：该外加剂包括二氧化硅纳米点修饰亚硝酸根插层的层状双金属氢氧化物，所述多功能外加剂的制备方法包括如下步骤：（1）采用微乳液法合成纳米二氧化硅溶液；

（2）采用共沉积法合成亚硝酸根插层的层状Mg‑Al双金属氢氧化物；

（3）将步骤（2）制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物研磨成粉末，再溶于蒸馏水中，超声

20min‑50min后，逐滴加入到步骤（1）合成的纳米二氧化硅溶液中，维持溶液pH值在10 12，~

且在30℃ 60℃下搅拌2 h  4h；离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗3‑5次，真空干燥~ ~

12h‑48h，即得。

2.一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）采用微乳液法合成纳米二氧化硅溶液；

（2）采用共沉积法合成亚硝酸根插层的层状Mg‑Al双金属氢氧化物；

（3）将步骤（2）制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物研磨成粉末，再溶于蒸馏水中，超声

20min‑50min后，逐滴加入到步骤（1）合成的纳米二氧化硅溶液中，维持溶液pH值在10 12，~

且在30℃ 60℃下搅拌2 h  4h；离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗3‑5次，真空干燥~ ~

12h‑48h，即得。

3.根据权利要求2所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，纳米二氧化硅溶液的制备方法包括：将辛烷、L‑赖氨酸溶于蒸馏水中，在50 60℃下搅拌1 3h，得到混合溶液；将正硅酸乙酯溶于溶液中，~ ~

在50 60℃下搅拌4 6h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。

~ ~

4.根据权利要求2所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，层状Mg‑Al双金属氢氧化物的制备方法包括：将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于蒸馏水形成A液，将NaNO2溶于蒸馏水中形成B液；把A液逐滴加入B液得到混合溶液，调节溶液的pH值至9 10；搅拌后于水浴锅中60 80℃恒温15~ ~

20h，取沉淀物清洗、真空干燥，即得。

~

5.根据权利要求3所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：所加辛烷的质量浓度为2‑3 g/mL，L‑赖氨酸的质量浓度为

0.04‑0.06 g/mL，正硅酸乙酯的质量浓度为1‑2 g/mL。

6.根据权利要求4所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：A液中所加Mg(NO3)2·6H2O的质量浓度15‑20 g/mL，保持Mg/Al摩尔比值为2 3。

~

7.根据权利要求4所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：B液中所加NaNO2的质量浓度为3‑4 g/mL。

8.根据权利要求2所述的提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和 钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其特征在于：在纳米二氧化硅溶液中所加层状Mg‑Al双金属氢氧化物粉末的质量浓度为3.5 4.5 g/mL。

~

说明书

一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多

功能外加剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混凝土外加剂及其制备方法，特别是涉及一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散及钢筋腐蚀的多功能外加剂及制备方法。

背景技术

[0002] 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的诸多优点，造价较低，是目前土木工程结构设计中的首选形式，应用非常广泛。但是，处于氯盐环境中的钢筋混凝土结构却极易受到
钢筋氯离子腐蚀，由此使工程结构提前失效与服役寿命缩短。添加钢筋阻锈材料因具有简
便、高效及相对廉价等优点是实际应用极为广泛的一种防护方法。但是，传统的钢筋阻锈材
料不仅功能较为单一，无法固化氯离子，对氯离子扩散作用没有明显的抑制作用，阻锈效率
常常不高，且存在与环境交换作用而损耗，影响其阻锈作用的长效性。与此同时，已有阻锈
剂对混凝土强度也没有明显的提升作用。

发明内容

[0003] 发明目的：本发明的目的之一是提供一种多功能混凝土外加剂，可以同时提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀；本发明还提供了该多功能混凝土外加剂的制
备方法。

[0004] 技术方案：本发明所述的一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂，其是由二氧化硅纳米点修饰亚硝酸根插层层状双金属氢氧化物(nano‑
SiO2@LDHs)构成的材料。

[0005] 本发明还提供了一种提高混凝土强度、高效抑制氯离子扩散和钢筋腐蚀的多功能外加剂的制备方法，其包括如下步骤：

[0006] (1)采用微乳液法合成得到纳米二氧化硅溶液；

[0007] (2)采用共沉积法合成的亚硝酸根插层的层状Mg‑Al双金属氢氧化物；

[0008] (3)将步骤(2)制备得到的层状Mg‑Al双金属氢氧化物分散于溶剂中，后加入纳米二氧化硅溶液中，调节pH值至10～12，在30℃～60℃下搅拌反应；离心过滤处理得到沉淀
物，将沉淀物清洗、真空干燥，即得。

[0009] 其中，步骤(1)中，纳米二氧化硅溶液的制备方法包括：将辛烷、L‑赖氨酸溶于蒸馏水中，在50～60℃下搅拌1～3h，得到混合溶液；将正硅酸乙酯溶于溶液中，在50～60℃下搅
拌4～6h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。进一步地，所加辛烷的质量浓度为2‑3g/
mL，L‑赖氨酸的质量浓度为0.04‑0.06g/mL，正硅酸乙酯的质量浓度为1‑2g/mL。

[0010] 其中，步骤(2)中，LDHs的制备方法包括：将Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O溶于蒸馏水形成A液，将NaNO2溶于蒸馏水中形成B液；把A液逐滴加入B液得到混合溶液，调节溶
液的pH值至9～10；搅拌后于水浴锅中60～80℃恒温15～20h，取沉淀物清洗、真空干燥，即
得。进一步地，A液中所加Mg(NO3)2·6H2O的质量浓度15‑20g/mL，保持Mg/Al摩尔比值为2～
3；B液中所加NaNO2的质量浓度为3‑4g/mL。

[0011] 其中，步骤(3)中，将步骤(2)制备的LDHs研磨成粉末，再溶于蒸馏水中，超声20min‑50min后，逐滴加入到步骤(1)合成的纳米二氧化硅溶液中，维持溶液pH值在10～12，
且在30℃～60℃下搅拌2h～4h；离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗3‑5次，真空干燥
12h‑48h。进一步地，在纳米二氧化硅溶液中所加LDHs粉末的质量浓度为3.5‑4.5g/mL。

[0012] 作为优选地，该多功能外加剂通过以下步骤制得：

[0013] a、将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌1h‑3h；将4g正硅酸乙酯溶于上述溶液，在60℃下搅拌4h‑6h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅(nano‑
SiO2)溶液；

[0014] b、将6.83g NaNO2溶于200ml蒸馏水中形成B液；将34.18g的Mg(NO3)2·6H2O、25gAl(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔比值为2)溶于200ml蒸馏水形成A液；把A液逐滴加入B液，在溶液A
中加入2mol/L的氢氧化钠溶液，使溶液pH值保持在10左右；在25℃下搅拌1h‑3h，然后在水
浴锅中60℃‑80℃恒温15h‑20h，再用蒸馏水洗3‑5次，真空干燥18h‑24h，得到共沉积法合成
的亚硝酸根插层的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)；

[0015] c、称取步骤2获得的1.12g亚硝酸根插层的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)，研磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声20min‑50min；将其逐滴加入到步骤1合成的纳米二氧化
硅(nano‑SiO2)溶液中，用1mol/L的氢氧化钠维持pH值在10～12，在30℃～60℃下搅拌2h～
4h；离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗3‑5次，真空干燥12h‑48h，得到纳米二氧化硅点
修饰亚硝酸根插层层状Mg‑Al双金属氢氧化物(nano‑SiO2@LDHs)粉末。

[0016] 虽然双金属氢氧化物(LDHs)具有典型的层状结构，层板间的阴离子通过弱的静电力及氢键与层板结合，这种弱的作用力使得层间的阴离子极易被新离子交换替代，由此可
吸附氯离子。当层间阴离子具有阻锈阴离子时，此时LDHs既能吸附氯离子，也能通过阴离子
交换释放的阻锈阴离子进行阻锈，由此共同保护钢筋，是一种很有前途的长效型、智能型与
多功能型阻锈材料。但是，LDHs纳米级的层板表面荷电，表面能高，使得LDHs阻锈材料片层
易大量堆积，颗粒团聚程度高，有效表面积小，在混凝土中无法充分与氯离子接触而固化，
层间大量空间及离子未得到有效利用，实际的LDHs阻锈材料功能利用率较低。

[0017] 而本发明提供一种高效抑制氯离子扩散及钢筋腐蚀的混凝土外加剂，在充分利用阻锈阴离子插层LDHs材料优异性能的基础上，通过静电力，将带有负电性的纳米二氧化硅
吸附在带正电的层板上，制备纳米二氧化硅(nano‑SiO2)点修饰LDHs材料，利用纳米二氧化
硅的静电斥力和空间位阻效应提高LDHs颗粒分散性，由此极大提升了抑制氯离子扩散及钢
筋腐蚀的性能。此外，纳米二氧化硅能在水泥混凝土中有二次水化反应，生成C‑S‑H凝胶，由
此在增进LDHs与水泥水化产物的结合水平的同时，致密化混凝土，提高混凝土强度，并进一
步增加混凝土的耐久性。

[0018] 有益效果：本发明针对现有阻锈剂功能单一，对氯离子侵蚀防护效果不佳的问题，在充分利用阻锈阴离子插层LDHs优异性能的基础上，通过二氧化硅(nano‑SiO2)纳米点修
饰LDHs材料，改善了单一LDHs团聚严重致其利用率低的问题，极大提升了抑制氯离子扩散
及钢筋腐蚀的性能。

[0019] 通过微乳液法合成纳米二氧化硅，并利用共沉积法制备LDHs材料，由静电作用，将纳米二氧化硅点修饰到层状双金属氢氧化物层板上，由此获得纳米二氧化硅点修饰的层状
氢氧化物的多功能阻锈材料。本发明通过修饰的纳米二氧化硅点的静电斥力和空间位阻效
应，改善了单一LDHs团聚严重致其功能利用率低的问题，利用高度分散的亚硝酸根插层
LDHs高效固化氯离子，从而有效抑制氯离子在混凝土扩散，同时智能靶向释放亚硝酸根阻
锈离子，由此抑制混凝土中钢筋腐蚀。

[0020] 此外，利用纳米二氧化硅在水泥混凝土中有二次水化反应，生成C‑S‑H凝胶，由此在增进LDHs与水泥水化产物的结合水平的同时，致密化混凝土，提高混凝土强度，并进一步
增加混凝土的耐久性。

[0021] 本发明提供的混凝土外加剂可广泛应用于港口、跨海大桥、防汛堤坝等海工混凝‑
土工程，能通过良好分散的LDHs固化氯离子与释放的NO2阻锈作用双重保护钢筋，有效提升
混凝土的耐久性，且可利用纳米二氧化硅在水泥混凝土中的二次水化反应，增进LDHs与水
泥水化产物的结合水平，致密化混凝土与提高混凝土强度，由此进一步增加混凝土的耐久
性；此外，本发明的外加剂制备工艺简单易于产业化和推广，应用前景十分广阔。

附图说明

[0022] 图1是LDHs的SEM图片。

[0023] 图2是本发明中nano‑SiO2@LDHs的SEM图片。

具体实施方式

[0024] 下面结合实施例对本发明进一步地详细描述。

[0025] 以下实施例中用到的原料和试剂均为市售。

[0026] 为评价所制混凝土外加剂对氯离子扩散及钢筋腐蚀的抑制效果，进行碱性模拟混凝土孔溶液中的氯离子等温吸附与钢筋腐蚀试验；此外，进行混凝土强度试验，具体试验安
排如下：

[0027] (1)氯离子等温吸附试验

[0028] 配制氯离子浓度为0.002mol/l、0.005mol/l、0.01mol/l、0.02mol/l、0.04mol/l、0.1mol/l、0.16mol/l、0.2mol/l的碱性混凝土模拟孔溶液100ml(pH＝13)，再分别加入所制
1g的nano‑SiO2@LDHs。在25℃下恒温保持48h，再由电位滴定溶液中氯离子含量，用
langmuir公式拟合确定nano‑SiO2@LDHs的饱和氯离子吸附量。

[0029] (2)钢筋腐蚀试验

[0030] 将 长5mm的HPB235钢筋一面连接导线，留另一个面为工作面，其余面用环氧树脂密封。工作面用金相砂纸逐级打磨，抛光至镜面，再放入饱和氢氧化钙溶液中预钝化
7d。配制氯化钠含量为0.6mol/L的饱和氢氧化钙溶液100ml，再分别加入1g的nano‑SiO2@
LDHs，放入预钝化的钢筋，用动电位极化和电化学阻抗谱进行钢筋腐蚀测试，拟合出腐蚀电
位和极化电阻，通过stern公式计算出腐蚀电流。

[0031] (3)混凝土强度试验

[0032] 使用P.O.42.5普通硅酸盐水泥配置强度等级为C30的混凝土，标准养护28d实测基准的混凝土抗压强度31.5MPa，在混凝土掺加2％nano‑SiO2@LDHs和单一的LDHs，标准养护
28d进行抗压强度测试。

[0033] 实施例1：

[0034] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌1h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌4h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2溶
于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18gMg(NO3)2·6H2O、25g Al(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔比值
等于2)溶于200ml蒸馏水形成A液。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在10左右，
在25℃下搅拌1h。然后水浴锅中60℃恒温15h，再用蒸馏水洗3次，真空干燥15h，得到共沉积
法合成的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物1.12g，研
磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声20min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液中，用
1mol/l的氢氧化钠维持pH值在10，在30℃下搅拌2h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗
3次，80℃真空干燥12h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材料。

[0035] 试验结果如下：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.82mmol/g，有明显的提升。未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
2
钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
2
LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑473mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.72μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。掺加LDHs的混凝土抗压强度并没
有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升22％。

[0036] 实施例2：

[0037] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌3h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌6h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2溶
于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18g Mg(NO3)2·6H2O、16.69gAl(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔比
值等于3)溶于200ml蒸馏水形成A液。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在10左
右，在25℃下搅拌3h。然后水浴锅中80℃恒温20h，再用蒸馏水洗5次，真空干燥24h，得到共
沉积法合成的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物
1.12g，研磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声50min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液
中，用1mol/l的氢氧化钠维持pH值在12，在30℃下搅拌4h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸
馏水洗5次，80℃真空干燥48h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材
料。

[0038] 试验结果如下：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.76mmol/g，有明显的提升；未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
2
钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
2
LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑498mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.69μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。掺加LDHs的混凝土抗压强度并没
有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升25％。

[0039] 实施例3

[0040] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌2h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌5h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2溶
于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18g的Mg(NO3)2·6H2O、20.03g Al(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔
比值等于2.5)溶于200ml蒸馏水形成A液。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在
10左右，在25℃下搅拌2h。然后水浴锅中70℃恒温16h，再用蒸馏水洗4次，真空干燥20h，得
到共沉积法合成的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物
1.12g，研磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声40min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液
中，用1mol/l的氢氧化钠维持pH值在11，在50℃下搅拌3h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸
馏水洗4次，80℃真空干燥36h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材
料。

[0041] 试验结果表明：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.78mmol/g，有明显的提升；未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
2
钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
2
LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑452mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.87μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。

[0042] 掺加LDHs的混凝土抗压强度并没有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升20％。

[0043] 实施例4：

[0044] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌1.5h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌5h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2
溶于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18g的Mg(NO3)2·6H2O、25gAl(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔比
值等于2)溶于200ml蒸馏水形成A液。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在10左
右，在25℃下搅拌2h。然后水浴锅中50℃恒温17h，再用蒸馏水洗4次，真空干燥22h，得到共
沉积法合成的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物
1.12g，研磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声40min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液
中，用1mol/l的氢氧化钠维持pH值在11，在50℃下搅拌3h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸
馏水洗4次，80℃真空干燥36h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材
料。

[0045] 试验结果表明：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.91mmol/g，有明显的提升；未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
2
钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
2
LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑423mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.03μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。掺加LDHs的混凝土抗压强度并没
有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升28％。

[0046] 实施例5：

[0047] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌1h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌4h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2溶
于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18g Mg(NO3)2·6H2O、22.76gAl(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔比
值等于2.2)溶于200ml蒸馏水形成A液。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在10
左右，在25℃下搅拌1h。然后水浴锅中60℃恒温15h，再用蒸馏水洗3次，真空干燥15h，得到
共沉积法合成的层状Mg‑Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物
1.12g，研磨成粉末溶于280ml蒸馏水中超声20min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液
中，用1mol/l的氢氧化钠维持pH值在10，在30℃下搅拌2h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸
馏水洗3次，80℃真空干燥12h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材
料。

[0048] 试验结果如下：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.75mmol/g，有明显的提升。未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
2
钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
2
LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑482mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.95μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。掺加LDHs的混凝土抗压强度并没
有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升23％。

[0049] 实施例6：

[0050] 将7.3g辛烷、0.146g的L‑赖氨酸溶于280ml蒸馏水中，在60℃下搅拌1h；再加入4g正硅酸乙酯，在60℃下搅拌4h，得到微乳液法合成的纳米二氧化硅溶液。将6.83g的NaNO2溶
于200ml蒸馏水中形成B液，将34.18gMg(NO3)2·6H2O、17.88g的Al(NO3)3·9H2O(Mg/Al摩尔
比值等于2.8)。把A液逐滴加入B液，用2mol/l的NaOH维持pH值在10左右，在25℃下搅拌1h。
然后水浴锅中60℃恒温15h，再用蒸馏水洗3次，真空干燥15h，得到共沉积法合成的层状Mg‑
Al双金属氢氧化物(LDHs)。将制备的层状Mg‑Al双金属氢氧化物1.12g，研磨成粉末溶于
280ml蒸馏水中超声20min，再逐滴加入到合成的纳米二氧化硅溶液中，用1mol/l的氢氧化
钠维持pH值在10，在30℃下搅拌2h。离心过滤处理后，将沉淀物用蒸馏水洗3次，80℃真空干
燥12h，得到纳米二氧化硅点修饰的LDHs粉末(nano‑SiO2@LDHs)材料。

[0051] 试验结果如下：相对于单一LDHs的氯离子饱和吸附量为2.03mmol/g，nano‑SiO2@LDHs的氯离子饱和吸附量为2.75mmol/g，有明显的提升。未添加任何外加剂溶液中的钢筋
2
平衡腐蚀电位为：‑625mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：17.31μA/cm ；而添加了LDHs溶液中的
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钢筋平衡腐蚀电位为：‑571mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：8.3μA/cm ；而添加了nano‑SiO2@
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LDHs溶液中的钢筋腐蚀平衡电位为：‑488mV vs.SCE，腐蚀电流密度为：1.91μA/cm。对比不
难发现，钢筋腐蚀电位明显正移，腐蚀电流密度显著降低。掺加LDHs的混凝土抗压强度并没
有下降，但增加也不明显，而掺加2％nano‑SiO2@LDHs的混凝土强度提升25％。

[0052] 由上述实施案例可知，相同制备工艺下，nano‑SiO2@LDHs较单一的LDHs在氯离子结合与腐蚀防护方面都有较大幅度的提高，混凝土抗压强度也有明显提高，且扫描电镜(见
附图1和2)也表明了nano‑SiO2@LDHs比单一的LDHs有更好分散性。