[发明专利]一种自愈合混凝土复合酶微胶囊材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种自愈合混凝土复合酶微胶囊材料及其制备方法，该自愈合混凝土复合酶微胶囊材料含有如下重量百分比的组份，脲酶0.5～1％、甲酸脱氢酶0.5～1％、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸0.5～1％、醇解度大于99.5％的聚乙烯醇0.05～0.3％、尿素18～24％、甲酸钙39～52％、含钙缓凝剂5～10％和硅灰10～30％，其中脲酶、甲酸脱氢酶、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、与聚乙烯醇先经喷雾干燥工艺加工成微胶囊再与其它组份混合。使用了本发明这种自愈合混凝土复合酶微胶囊材料的混凝土，在有水的情况下可以使得混凝土的裂缝自愈合，从而提高混凝土的耐久性。

技术领域

本发明涉及土木工程技术混凝土防护领域，尤其涉及混凝土的裂缝修补技术领域。

技术背景

钢筋混凝土是当今世界上使用最多的建筑材料，混凝土材料存在着细小的毛细孔，在严酷的腐蚀环境下，有害离子以水为介质渗透至混凝土内部，通过物理、化学作用导致钢筋和混凝土产生腐蚀，最终导致结构失效。其中氯离子是通过破坏钢筋钝化膜使得钢筋锈蚀膨胀；CO₃^2-与Ca(OH)₂结合使得混凝土pH值降低；SO₄^2-离子通过物理、化学作用使混凝土产生内部膨胀破坏。这些腐蚀因素都离不开水分的参与，此外北方地区冻融环境下的混凝土破坏直接跟水分渗透相关，而裂缝的存在加速了水分和有害离子的渗透速度。因此，修复混凝土的裂缝可以提升混凝土的耐久性。混凝土裂缝产生的原因众多，实际施工中难以一一避免，主要包括：混凝土塑性收缩裂缝、混凝干燥收缩裂缝、应力集中裂缝、分层浇筑导致混凝土的约束裂缝、地基不均匀沉降导致的结构变形开裂等。

混凝土结构的劣化破坏过程，多是由于各种有害物质从外部向内部的渗透或迁移作用，因而混凝土结构的抗渗性是反映其耐久性的一个综合指标。裂缝的存在将直接影响到混凝土的抗渗性与耐久性，并且由于二氧化碳和其他有害物质能够通过裂缝较快地渗入到混凝土内部，因而裂缝处混凝土的碳化速度要远远大于无裂缝处。混凝土结构设计规范中允许混凝土结构带裂缝工作，但对裂缝宽度有一定的限制，当混凝土结构裂缝宽度超过一定数值后，环境中的水、氧气、二氧化碳以及氯离子等通过裂缝渗入混凝土内使钢筋锈蚀，最终影响到结构承载力能力。不同环境条件下裂缝对结构耐久性的危害程度是不同的。特别是处于地下、潮湿或有害气体条件下的混凝土构件，当裂缝宽度0.2mm，深度超过保护层厚度，就会引起混凝土构件的钢筋锈蚀。

混凝土结构的裂缝与钢筋的锈蚀相互作用可以加剧混凝土结构中钢筋的腐蚀破坏。一方面，混凝土结构的裂缝会增加混凝土的渗透性，加速混凝土的碳化和侵蚀介质的侵蚀，使钢筋的腐蚀加重；另一方面，钢筋的腐蚀膨胀又会造成混凝土的进一步开裂，从而进一步加重钢筋的电化学腐蚀。以上过程循环作用，使混凝土结构的耐久性大大降低。

裂缝的形式对钢筋腐蚀有重要的影响，相对而言，平行于主筋的纵向裂缝，对于结构耐久性的影响，要比垂直于主筋的横向裂缝严重的多，构件破坏常由混凝土沿纵向顺筋开裂引起。顺筋裂缝发生后，钢筋锈蚀速度加快，最终导致保护层大片剥落，钢筋直径大幅度变细甚至断裂。钢筋混凝土结构中一旦由于钢筋腐蚀而引起混凝土出现顺筋开裂，会严重降低结构的使用寿命。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能促使混凝土自愈合的复合酶微胶囊材料。

本发明的第二目的在于提供上述复合酶微胶囊材料的制备方法。

为了实现上述第一目的，本发明采用了以下技术方案：一种自愈合混凝土复合酶微胶囊材料，其含有如下重量百分比的组份，脲酶0.5～1％、甲酸脱氢酶0.5～1％、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸0.5～1％、醇解度大于99.5％的聚乙烯醇0.05～0.3％、尿素18～24％、甲酸钙39～52％、含钙缓凝剂5～10％和硅灰10～30％，其中脲酶、甲酸脱氢酶、氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、与聚乙烯醇先经喷雾干燥工艺加工成微胶囊再与其它组份混合。

所述尿素和甲酸钙粉碎成粉末状，并按摩尔比约为1：1混合均匀。