近日，乌鲁木齐技术中心申报的一项技术成果“一种抗离子渗透改性复合硅粉及其制备方法和应用 ”获国家知识产权局发明专利授权。
地铁工程长期受杂散电流、侵蚀性离子及疲劳荷载的耦合作用，导致混凝土内部钢筋锈蚀、结构耐久性严重劣化。为突破现有技术在高抗渗混凝土领域中性能不稳定、环境适应性不足及成本较高的局限，本研究成功开发出一种抗离子渗透改性复合硅粉，为地铁混凝土的长寿命防护提供了创新解决方案。
本发明通过三步工艺实现硅粉的功能化升级。首先，采用大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂与聚乙烯醇溶液对硅粉进行表面改性，有效提升其分散性与界面活性。随后，以硅酸、醇溶剂和水为介质，滴加钛源溶液在室温下反应，制备出高活性纳米二氧化钛溶胶。最后，将改性硅粉与纳米二氧化钛溶胶复合、烘干，最终制得具有优异离子吸附与物理阻隔功能的复合硅粉材料。
该复合硅粉应用于地铁混凝土中，展现出多重协同效应：经树脂与聚乙烯醇改性的硅粉显著降低了混凝土体系的需水量与粘度，改善了工作性；负载的纳米二氧化钛活性组分通过化学吸附有效固定氯离子、硫酸根等有害介质；同时，复合结构大幅提升了混凝土的密实度与电阻抗，从物理屏障与电化学抑制两方面共同抵御杂散电流与离子侵蚀。该技术实现了低品质硅粉的高值化利用，在保障混凝土高抗离子渗透性能的同时，大幅降低了材料成本。
本成果克服了传统硅粉应用的固有缺陷，为地铁等严酷环境下混凝土结构的耐久性提升与寿命延长，提供了经济高效、性能稳定的材料新技术，具有重要的工程应用价值。（通讯员：李宁）
