[发明专利]一种自修复水泥基复合材料制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复水泥基复合材料制备方法，包括自修复材料，自修复材料的原料按质量百分比计包括：SiO₂‑GO(GO,grapheneoxide)复合材料0～10wt％，修复材料20～50wt％，膨胀剂5～15wt％，活性矿物微粉20～35wt％，激发剂1～3wt％，去离子水10～20wt％；自修复材料的原料经混料、造粒工艺制成。本发明通过溶胶‑凝胶法，制备纳米SiO₂颗粒，利用纳米SiO₂作为GO的载体材料，达到GO在制备自修复材料中均匀分散的目的。利用GO对水泥基材料水化产物结晶成核的诱导效应，促进水泥基材料微观裂缝的自修复；在水泥基材料产生微裂纹的地方，GO能够促进自修复材料在水泥基材料中的水化，在微裂纹处形成自修复产物，不断填充微裂缝，达到对微裂缝进行修复的目的。

技术领域

本发明涉及水泥混凝土材料技术领域，具体涉及一种自修复水泥基复合材料制备方法。

背景技术

水泥混凝土材料具有较高的力学性能，至今仍然是用量最大，性能最为优良的建筑材料。但水泥混凝土材料在其长期使用过程中，由于自身体积收缩以及外界荷载等影响，不可避免的产生微观裂缝，这些微观裂缝(小于0.1mm)如果得不到及时控制，将会发展成为宏观裂缝，对混凝土材料的力学性能和耐久性产生不利影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种自修复水泥基复合材料的制备方法，使得微观裂缝能够得到及时控制，修复微观裂缝。

发明人经研究得出了氧化石墨烯(GO)和活性矿物掺和料复合制备自修复材料的方法。作为石墨烯的氧化衍生物，GO表面含有大量的羧基、羟基、环氧基等含氧官能团，以其良好的亲水性在水泥基材料中具有良好的应用前景。GO的存在为水泥水化大晶体的提供了成核位点，能够改变水泥石水化产物的形状，较好分散性GO掺入可以提高水泥石的韧性，缓解应力集中，抑制微观裂纹的产生和扩展，从而使水泥石形成更为致密的结构，对水泥基材料耐久性提升具有积极的作用效果。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种自修复水泥基复合材料制备方法，包括自修复材料，所述自修复材料的原料按质量百分比计包括：SiO₂-GO复合材料0～10wt％，修复材料20～50wt％，膨胀剂5～15wt％，活性矿物微粉20～35wt％，激发剂1～3wt％，去离子水10～20wt％。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，所述自修复材料的原料经混料、造粒工艺制成。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，自修复材料的原料混合后在圆盘造粒机上通过喷雾造粒法进行造粒，造粒后于标准养护条件下进行养护，得到颗粒状自修复材料，所述标准养护条件为18～22℃，RH≧90％。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，将自修复材料和水泥、砂石和减水剂混合，制备自修复水泥基复合材料。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，所述自修复材料用量为所述水泥用量的1～10％，砂石骨料掺量为水泥质量的 100～400％。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，SiO₂-GO复合材料采用溶胶-凝胶法制备，首先制备纳米SiO₂颗粒，再将其和GO 浆液进行复合，制备SiO₂-GO复合粉体材料。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，所述活性矿物微粉为矿渣微粉或硅灰。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，所述修复材料为矿渣微粉、粉煤灰、偏高岭土中的一种或几种。

进一步地，上述自修复水泥基复合材料制备方法中，所述膨胀剂为MgO膨胀剂、硫铝酸钙类膨胀剂、明矾石类膨胀剂中的一种或几种。