[发明专利]一种具有防水自修复的建材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种具有防水自修复的建材及其制备方法，按照重量份计所述建材的原料包括：自修复剂4‑6份、引发剂0.1‑0.15份、硅酸盐水泥70‑80份、砂200‑250份和水30‑35份；所述自修复剂为含交联剂的烯基酸盐和/或烯基酰胺。本发明所述建材具有较高的抗渗能力，能够迅速以及持续修复水泥结构中微小缺陷，防止微小缺陷地扩大，提高了防水结构建材的整体寿命；所述制备方法包括以下步骤：将自修复剂、引发剂和水混合均匀，得到混合溶液；将得到的混合溶液与硅酸盐水泥、砂混合均匀，得到所述建材。所述制备方法简单，无需加热处理，高分子材料的聚合反应与水泥水化硬化过程一同进行，使两者的结构能够紧密联系。

技术领域

本发明属于混凝土自修复领域，尤其涉及一种具有防水自修复的建材及其制备方法。

背景技术

在建筑工程领域中，会经常性的发生防水工程失效，从而导致建构筑物出现漏水的现象，给人们的日常工作和生活带来了巨大的不便。研究者们对该现象进行了大量研究。目前常用的做法是在砂浆或者混凝土表面的渗漏部位附近涂抹一层渗透结晶类的材料，通过水环境的作用，将无机物渗透进入砂浆或者混凝土的表面，与水泥中的钙盐、氢氧化钙或硅酸盐等物质进行反应，形成牢固的结晶，封闭其中的缺陷和缝隙，从而阻止水流过，使得抗渗压力提高。该技术因为施工相对简单，起效时间相对短，在建筑行业应用广泛。但该技术也存在一些问题，如结晶物质渗透深度有限，只能在表层附近形成防水结构，对于整体的砂浆或者混凝土密实度的提升效果并不明显，抗渗压力的提高程度有限；其次，无机物形成的防水结构具有相当的刚度，极不容易发生形变，一旦防水结构由于应力变化或者更高压的水对其破坏后，防水结构基本就完全失效，很快就回到渗漏的状态，因已经有结晶物覆盖在缝隙处表面，新渗透进入的物质难以再次与存在于砂浆或混凝土表面的物质反应形成新的结晶物。

在建材界，研究者们提出了自修复的概念，期望建筑物材料在发生局部缺陷或者小裂缝时，能够在某种激活条件下，自行修复产生的缺陷和微小裂缝。研究者们提出了多种假想模型来解决此问题，最常见的是中空玻璃管、微胶囊、形状记忆合金等。这些模型的主要思路是通过对于混凝土或砂浆的应力变化感知，从而释放预先埋入的修复剂，修复剂自行向缺陷处流动、固化，达到修复缺陷的目的。但研究过程中发现最致命的问题是这类材料对建材的微小形变发生应力变化难以感知，往往建筑物缺陷已经扩展为微裂纹甚至较大裂缝时才能感知到并启动自修复效果。虽然确有自修复的效果，但一般无法阻止建材中裂纹继续扩展。自修复完成后，混凝土可能继续在原裂纹处继续扩展，出现渗漏现象和强度降低等问题。

在建材的防水工程领域，研究者们将更多目光聚焦在防水结构的修复，而对结构强度的修复关注度并不高。混凝土或砂浆中的缺陷或微裂纹在有压力水的环境下必然会出现渗漏的现象，而过去研究的自修复建材很难对这种微小结构破坏进行修复。因此，要让建材具备对于防水结构的自修复效果，需要寻找新的思路。目前通常将水作为自修复材料的激活剂，如同前面提到的渗透结晶材料一般，其需要水作为介质将修复材料运输至缺陷处，从而形成修复结构。然而，渗透结晶材料直接掺杂进入混凝土或砂浆体系后，在水泥初期水化时会连同与渗透结晶的活性物质一起反应，此过程中会大量消耗渗透结晶的活性物质，导致28d龄期后的混凝土的自修复效果并不理想。也有研究者将活性物质用水溶性高分子进行包裹，在水泥初期水化时高分子薄膜起到隔离作用，使得活性物质不会参与到反应，而当结构中开始出现渗水现象，通过水的作用，逐渐将高分子薄膜溶解，使其中的活性物质流出，进而对结构缺陷进行修复，但实际应用中发现在微量水的作用下高分子膜难以被溶解，若将高分子膜的厚度降低至一个较低水平时，在施工过程中该结构就会被破坏，因此高分子膜厚度的控制成为了一大难点，成为了该技术实现的主要瓶颈。

因此，开发一种成本低廉、制备简便的自修复的水泥类建材是十分必要的。

发明内容