[发明专利]一种自修复水泥基材料制备方法

说明书

本发明公开了一种自修复水泥基材料制备方法，利用稻草秸秆作为修复剂环氧树脂的包覆材料，用脲醛树脂作为封口和囊壁材料，应用于水泥基材料中，当水泥基材料受力产生微裂纹时，尖端应力作用下修复胶囊破裂释放出修复剂，被释放出的修复剂环氧树脂能通过微裂纹的毛细虹吸等作用流至裂纹面，与预先埋水泥基体中的固化剂接触发生聚合反应，形成足够强度的高聚物，粘结在微裂纹处，填塞缝隙，降低了孔隙率，阻断了连续孔缝，阻挡外部侵蚀性离子的进一步深入，从而达到修复裂纹的目的。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种自修复水泥基材料制备方法。

背景技术

水泥及材料在使用过程中，受温湿度的变化、外部荷载等各种因素的影响，水泥内部或表面会产生大量不同形貌、不同尺寸的微裂纹或缺陷，在各因素的作用下，这些微裂纹或缺陷不断发展，最终形成宏观裂纹。许多研究表明水泥的破坏是其内部微裂纹逐渐形成和发展的结果，即破坏只是裂纹发展过程的最后阶段。这些裂纹的生成及扩展给侵蚀性离子（Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-等）扩散提供了通道，加快了侵蚀性离子的扩散速度，所以对水泥幵裂损伤部位的感知和实时自修复是水泥微裂纹修复的新技术和新方法，对于改善水泥基材料耐久性，提高其构筑物服役寿命具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种自修复水泥基材料制备方法，以解决水泥基材料内部微裂纹继续蔓延形成宏观大面积损坏的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种自修复水泥基材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取以重量份计1-3份中空管状的稻草秸秆，垂直孔道剪切粉碎至长度为2-10mm,放入氢氧化钠溶液中，浸没后超声震荡20-40min，过滤，清水浸泡5-10min，晒干备用；

（2）将20-30份的尿素溶于40-50份甲醛溶液中，磁力搅拌器搅拌至完全溶解后，缓慢加入3-5份三乙醇胺，用3-5%氢氧化钠溶液调pH为8-9,50-80℃下回流40-60min，得到脲醛树脂预聚体水溶液；

（3）将20-30份环氧树脂和4-6份正丁基缩水甘油醚混合均匀后，加入150-200份的蒸馏水、2-3份十二烷基苯磺酸钠，在40-60℃水浴下、500-1000rpm转速下乳化10-30min，加入步骤（1）所得物，继续乳化20-30min后加入步骤（2）所得脲醛树脂预聚体水溶液，边乳化边用1-3%的稀硫酸溶液缓慢调节pH为2-5，降低转速至300-600rpm，形成稻草秸秆包覆环氧树脂，并用脲醛树脂密封孔道口和形成囊壁的微粒；过滤，用自来水清洗产物1-2遍，并在30-50℃真空干燥箱中烘干；

（4）将20-30份砂子、80-120份水泥和10-20份粉煤灰干拌，然后添加10-15份四乙稀五胺、8-15份减水剂和50-150份水搅拌2-5min后，加入步骤（3）所得物，低速搅拌2-3min，将所得物称重后倒入模具内，振动1-2分钟后抹平表面，用塑料薄膜覆盖，防止水分蒸发，室温养护24-48h拆模，放入湿度为75-95%，温度为18-23℃的养护室养护25-30天即可。

进一步的，步骤（1）所述氢氧化钠溶液浓度为4-8%。

进一步的，步骤（2）所述甲醛溶液浓度为30-50%。

进一步的，步骤（4）所述减水剂为萘磺酸盐减水剂或密胺系减水剂。

进一步的，步骤（4）所述低速搅拌速率为300-500rpm。