[发明专利]一种提高混凝土裂缝自修复性的添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水泥混凝土的裂缝自修复性的添加剂。

背景技术

混凝土在使用过程中，会在温度变化和交变应力的作用下产生损伤，进而在混凝土内部形成裂缝。混凝土内部贯穿裂缝的形成会形成液态水的通道，导致许多腐蚀性物质随液态水进入混凝土内部，对混凝土和内部的钢筋产生腐蚀，显著降低了混凝土使用的耐久性。

目前常用的方法包括预埋微胶囊包覆的强碱、微胶囊包覆的高分子树脂和微胶囊包覆的细菌等添加到混凝土中。在裂缝产生时，通过微胶囊的破裂释放出有效成分。当预埋的是含强碱物质的微胶囊时，有效成分可以促进水泥成分进一步水化而产生修复裂缝的凝胶，而当采用的是高分子树脂时活性物质可以发生交联反应而堵塞裂缝，此外基于细菌的修复剂通过细菌代谢产生的凝胶堵塞裂缝。

以上方法虽然提高了混凝土的自愈合性能，但是也带来了一些不利的影响。微胶囊在混凝土中存在会影响混凝土的性能。另外微胶囊制备成本较高，而在使用过程中是基于微胶囊在产生裂缝是胶囊破裂而实现自修复作用，其可靠性相对较差。

混凝土通常是由水泥作为凝胶材料，而水泥完全水化的时间很长，导致混凝土达到目标强度后，内部仍然保存了一定比例的未水化的水泥成分。而这些水泥成分的存在也是混凝土结构自修复性的关键。提高混凝土的裂缝自修复性，通常可以通过提高碱浓度或者提高钙离子浓度实现。

发明内容

本发明的目的是提出一种提高混凝土裂缝自修复性的添加剂,是采用缓凝型离子螯合剂和/或无机盐类凝结促进剂制备促进混凝土自修复添加剂；所述缓凝型粒子螯合剂为有机酸盐和/或聚有机酸盐；所述无机碳酸盐类凝结促进剂为碳酸钠和/或碳酸锂。

进一步的，所述的有机酸盐是酒石酸钠、和/或水杨酸钠、和/或柠檬酸钠、和/或苹果酸钠、和/或葡萄糖酸钠。

进一步的，所述的有机酸盐是200目化学纯粉末。

进一步的，所述的聚有机酸盐为聚羧酸钠。

进一步的，所述聚有机酸盐为200目粉末，其重均分子量为8000。

所述的碳酸钠和/或碳酸锂是400目化学纯粉末。

进一步的，所述添加剂的原料配比（按照重量百分比计算）是：

酒石酸钠0~60%；

水杨酸钠0~40%；

柠檬酸钠0~40%；

苹果酸钠0~40%；

葡萄糖酸钠0~40%；

聚羧酸钠0~40%；

碳酸钠0~20%；

碳酸锂0~20%：

本添加剂在混凝土中使用时，用量为混凝土中水泥组分重量的0.1%~0.5%。

按照上述配比，将原材料按照预设配比通过机械搅拌进行混合均匀，制备得到所用的添加剂。

使用时，直接在混凝土混合时，随水泥加入即可。

本发明利用有机酸盐对钙离子的螯合作用使其浓度提高。钙离子的有机盐会随水迁移，从而提高了裂缝中的钙离子浓度。而钙离子浓度的提高可以促进混凝土中未水化成分的水化而完成裂缝的自修复。通常有机酸盐有缓凝作用，本发明中通过添加碳酸钠和碳酸锂平衡有机酸盐的缓凝作用。

具体实施方式

下述实施实例中的混凝土配比均为P.O.42.5R水泥429kg，ISO标准砂用量为536kg，最大粒径40mm细石，水灰比0.43。

实施例1：

所用的配方如下所示，添加剂在混凝土中用量为水泥量的0.1%。

成分比例/%w.t.

酒石酸钠60；

水杨酸钠0；

柠檬酸钠0；

苹果酸钠5；

葡萄糖酸钠5；

聚羧酸钠20；

碳酸钠10；

碳酸锂10。

制备的混凝土初凝时间60min，终凝时间5h，自修复性参考GB18445~2012测试混凝土的二次抗渗强度，结果为1.1MPa。

实施例2：

所用的配方如下所示，添加剂在混凝土中用量为水泥量的0.2%。

成分比例/%w.t.

酒石酸钠5；

水杨酸钠20；

柠檬酸钠5；

苹果酸钠5；

葡萄糖酸钠5；

聚羧酸钠40；

碳酸钠0；

碳酸锂20。

其中酒石酸钠、水杨酸钠等有机钠盐的用量总和不低于60%。

制备的混凝土初凝时间40min，终凝时间3h，自修复性参考GB18445~2012测试混凝土的二次抗渗强度，结果为0.9MPa。

实施例3：