[发明专利]一种自修复疏水混凝土及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复疏水混凝土，其原料按重量份包括：水泥100份、砂200‑300份、微球0.3‑0.5份、疏水添加剂4.2‑6份、减水剂0.3‑0.4份；其中，接枝碳酸酐酶的沸石被海藻酸钠包覆制得微球。本发明还公开了上述自修复疏水混凝土的制备方法。本发明通过微球和疏水添加剂相互配合具有良好的整体疏水性能和自修复性能。

技术领域

本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种自修复疏水混凝土及其制备方法。

背景技术

水泥基材料是目前世界上使用最广泛的建筑材料之一。水泥水化过程中会产生大量微小孔隙、缺陷和羟基，导致水泥基材料具有较强的亲水性。通常水泥基材料表面的水分会被微孔所产生的毛细作用吸附到材料的内部，从而严重降低水泥基材料的耐久性。环境中的Cl^-和SO₄^2-等腐蚀性离子容易借助水作为载体，通过微小孔隙渗入混凝土内部，加速腐蚀。为延长水泥基材料的使用寿命，提高水泥基材料的耐久性，需要增强水泥基材料抵御水分子侵入的能力。

并且水泥基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

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种自修复疏水混凝土及其制备方法；本发明具有良好的整体疏水性能和自修复性能。

本发明提出了一种自修复疏水混凝土，其原料按重量份包括：水泥100份、砂200-300份、微球0.3-0.5份、疏水添加剂4.2-6份、减水剂0.3-0.4份；其中，接枝碳酸酐酶的沸石被海藻酸钠包覆制得微球。

优选地，在微球的制备过程中，将接枝有环氧基团的沸石与碳酸酐酶溶液反应得到接枝碳酸酐酶的沸石；将接枝碳酸酐酶的沸石与水性壳聚糖水溶液混匀，滴加至固化溶液中固化得到微球。

可以采用含有环氧基团的硅烷偶联剂对沸石进行接枝改性得到接枝有环氧基团的沸石。含有环氧基团的硅烷偶联剂可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷等。

本发明将碳酸酐酶固定在沸石表面，可以提高碳酸酐酶的稳定性；将其与壳聚糖溶液混匀，并滴加固化，将接枝碳酸酐酶的沸石包覆在壳聚糖微球内部；当混凝土受到挤压、拉扯等外力作用产生微小裂纹时，壳聚糖微球受外力作用破裂，露出碳酸酐酶，可以与二氧化碳反应产生碳酸根离子，碳酸根离子与混凝土中氢氧化钙反应生成碳酸钙填充在微裂纹中，实现混凝土的自修复作用；并且沸石具有分子筛作用可以吸附富集二氧化碳，进一步促进碳酸根离子的生成，促进混凝土的自修复；并且壳聚糖可以促进碳酸钙晶体成核，进一步促进混凝土的自修复。

优选地，在微球的制备过程中，接枝有环氧基团的沸石与碳酸酐酶的重量比为3-4:1。

优选地，在微球的制备过程中，于35-40℃反应1.4-1.6h得到接枝碳酸酐酶的沸石。

优选地，在微球的制备过程中，碳酸酐酶溶液的溶剂为pH＝6.8-7.2的磷酸盐缓冲水溶液。

优选地，在微球的制备过程中，接枝碳酸酐酶的沸石与水性壳聚糖水溶液的重量比为1:60-80。

优选地，在微球的制备过程中，水性壳聚糖水溶液的质量分数为5-10wt％。

优选地，在微球的制备过程中，固化溶液为戊二醛水溶液。

优选地，微球的粒径＜0.5mm。

优选地，疏水添加剂为疏水改性纳米沸石和硅氧烷的组合物。

优选地，疏水改性纳米沸石、硅氧烷的重量比为0.4-0.5:1。