[发明专利]一种混凝土抗冻融复合防护剂及其制备方法

说明书

本申请涉及混凝土防护的领域，具体公开了一种混凝土抗冻融复合防护剂及其制备方法。一种混凝土抗冻融复合防护剂，由以下原料制成：硅溶胶、烷基硅氧烷、硅烷偶联剂、正辛胺、非离子型乳化剂、微生物自修复剂；其制备方法为：按配比准备原料，将硅溶胶、烷基硅氧烷、非离子型乳化剂混合均匀，得到初混液；向初混液中加入硅烷偶联剂，搅拌至均匀后，滴加催化剂正辛胺，继续搅拌直至得到透明稳定的溶胶；在搅拌状态下向溶胶中加水，搅拌得到乳液状的混合液；将混合液与微生物自修复剂混合，搅拌均匀，得到抗冻融复合防护剂。本申请的产品该组合物可用于混凝土抗冻融防护，其具有提升混凝土抗冻融性能同时修复混凝土列分的优点。

技术领域

本申请涉及混凝土防护的领域，更具体地说，它涉及一种混凝土抗冻融复合防护剂及其制备方法。

背景技术

混凝土因其具有造价低廉、易浇筑成型、硬化后抗压强度高等特点被广泛应用在建筑、桥梁、道路等土木工程中，是现代社会使用量最大且不可或缺的建筑材料之一。但混凝土在某些环境下，如沿海地区海水冲蚀、三北地区雪后路面抛撒的除冰盐侵蚀、冻融破坏等，都会使其使用寿命和运行安全受到严重影响。为了解决这一问题，延长混凝土使用寿命，对于混凝土材料的防护就显得尤为重要。

混凝土表面涂覆防护涂料是钢筋混凝土的主要防护措施，目前已在许多工程上得到应用。防护涂料一般分为成膜型和渗透型。渗透型通常使用有机硅类的渗透型防护剂，分子结构小而简单，可以渗透至混凝土毛细孔壁与水泥水化产物通过键合反应生成一层透气性憎水膜，进而起到防水抗冻融效果，但是渗透型防护剂只能防止混凝土进一步损坏，而对于已经存在的局部损伤和裂缝不能进行修复，无法进一步改善其机械强度，效果单一。

公开号为CN111056782A的中国专利公开有一种隧道衬砌混凝土裂缝的微生物自修复方法，将微生物修复剂添加进混凝土原料中，制得隧道衬砌混凝土，可以在混凝土开裂后对其产生修复，但是修复后的混凝土在冻融循环实验中表现一般，强度下降较多。因此，发明人认为需要寻求一种既可以对混凝土起到抗冻融作用，又可以修复混凝土内部裂缝的防护剂。

发明内容

为了既能有效对混凝土起到抗冻融作用，又可以对已经损坏的混凝土内部结构进行修复，本申请提供一种混凝土抗冻融复合防护剂及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种混凝土抗冻融复合防护剂，采用如下的技术方案：

一种混凝土抗冻融复合防护剂，一种混凝土抗冻融复合防护剂，由以下质量份的原料制成：

通过采用上述技术方案，硅溶胶中的纳米级二氧化硅与混凝土内部水化产物可以发生火山灰反应生成水化硅酸钙凝胶，填充在结构表面的空隙中，降低表面吸水率；且由于二氧化硅和烷基硅氧烷的小分子结构，可以迅速通过混凝土毛细孔，到混凝土内部，在孔隙中与水化剩余的水分子反应，硅烷水解形成硅醇，硅醇接着与混凝土表面羟基反应形成硅氧烷长链，形成一层附着在混凝土机体的坚固、具有网状结构的硅树脂憎水层，达到防水同时抗冻融的效果。

微生物自修复剂中的微生物通过有氧呼吸产生二氧化碳，二氧化碳与混凝土中的Ca²⁺生成碳酸钙，在裂缝中形成矿化沉积，修复裂缝。在抗冻融复合防护剂中复配微生物自修复剂，且使两者在合理配比范围内共同作用，达到了既能对混凝土起到抗冻融作用，又可以对已经损坏的混凝土内部结构进行修复的效果。

可选的，所述微生物自修复剂由如下质量比的原料制成：好氧型芽孢杆菌悬液：蛋白胨：牛肉浸膏：蔗糖：尿素：载体＝1：(3～5)：(1.5～3)：(0.5～2)：(95～120)：(30～50)。

通过采上述技术方案，蛋白胨、牛肉浸膏、蔗糖和尿素在载体孔隙中吸附，为微生物创造了适宜的生存环境，能够有效延长微生物的存活期，使得好氧型芽孢杆菌可以在混凝土的裂缝中发挥矿化沉积作用，对裂缝进行修复。