一种自修复灌浆料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自修复灌浆料及其制备方法，通过灌浆料粉与水混合制备得到，所述灌浆料粉包括以下质量百分比的原料组分：40％～50％的胶凝材料、5％～15％的微集料、40％～50％的细集料、0.01％～1％的外加剂以及1％～5％的自修复剂；所述制备方法，包括步骤1、制备硫铝酸盐熟料；步骤2、将各原材料按要求分别混合均匀；步骤3、选择配合的化学修复剂和催化剂；步骤4、按照质量百分比将原料组分混合均匀，制备得到灌浆料粉；步骤5、将灌浆料粉与水搅拌混匀制成自修复灌浆料。本发明专利技术的自修复灌浆料能够修复裂缝，制备步骤精简、操作方便且制备出的自修复灌浆料具有高强、高流动性和耐久性。

A self-repairing grouting material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种自修复灌浆料及其制备方法
本专利技术涉及混凝土
，具体涉及一种自修复灌浆料及其制备方法。
技术介绍
预制混凝土构件在建筑业中的使用是一种新的发展趋势。当前预制混凝土构件的竖向连接方式主要包括套筒灌浆连接、浆锚连接和间接连接，其中以套筒灌浆连接为主。套筒灌浆连接的稳定性主要是由灌浆料性能决定的。目前市场上的灌浆料主要是水泥基灌浆料，水泥基灌浆料具有抗压强度高等特点。但是预制混凝土构件的外部长时间受力荷载以及预制混凝土构件的内部灌浆料受自身的微观特性以及环境的影响，极易造成灌浆料与钢筋连接节点部位出现裂缝、损伤或者灌浆料与钢筋连接节点部位的脱离，对此若不进行修补或者未能及时修补将会影响到装配式建筑结构的耐久性能和使用寿命，严重者甚至会影响整个装配式建筑结构的稳固性能。综上所述，急需一种自修复灌浆料及其制备方法以解决现有技术中存在的灌浆料与钢筋连接节点部位出现裂缝、损伤或者灌浆料与钢筋连接节点部位的脱离问题，从而提高套筒灌浆料与钢筋连接节点的耐久性能、使用寿命和装配式建筑结构的稳固性能。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种自修复灌浆料，具体技术方案如下：一种自修复灌浆料，通过灌浆料粉与水混合制备得到，所述灌浆料粉包括以下质量百分比的原料组分：40％～50％的胶凝材料、5％～15％的微集料、40％～50％的细集料、0.01％～1％的外加剂以及1％～5％的自修复剂。优选的，所述自修复剂包括自修复胶囊、催化剂和氧化镁。优选的，所述自修复胶囊包括用于修复裂缝的化学修复剂和用于包裹化学修复剂的胶囊外壳，所述胶囊外壳采用高分子膜材料制成，其中，高分子膜材料包括聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、尿素甲醛树脂和晶形蜡中的至少一种，所述化学修复剂在催化剂催化的情况下发生聚合反应。优选的，所述化学修复剂包括环氧丙硅树脂、亚胺基二乙酸型螯合树脂、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种，所述催化剂包括癸二酸二酰肼、正丁基缩水甘油醚和三丙二醇正丁醚中的至少一种。优选的，所述化学修复剂包括钙离子络合物，所述催化剂包括乙二胺和盐酸氢铵中的至少一种。所述钙离子络合物为氯化钙/氢氧化钙中的钙离子与螯合剂氨基三乙酸/乙二胺四乙酸反应生成的产物。优选的，所述胶凝材料包括以下质量百分比的组分：70％～90％硅酸盐水泥、5％～15％的硫铝酸盐熟料和5％～15％高活性矿物掺合料，所述高活性矿物掺合料包括超细粉煤灰、粒化高炉矿渣微粉和硅灰，所述硅酸盐水泥的强度大于等于42.5MPa，所述硫铝酸盐熟料包括以下原料组分：碳酸钙、赤铁矿、高岭石、石膏、大理石和花岗岩。优选的，所述微集料包括粒径为3～10μm的石粉、钢渣微粉、玻璃微珠和陶瓷微珠中的至少一种。优选的，所述细集料包括粒径小于等于4.75mm的石英砂和金刚砂中的至少一种。优选的，所述外加剂包括以下质量百分比的组分：5％～10％的稠度调节剂、40％～50％的减水剂、25％～35％的增效剂和5％～15％的消泡剂，所述稠度调节剂包括黄原胶、聚丙烯酰胺和纤维素醚，所述减水剂为粉状聚羧酸减水剂，所述增效剂包括三乙醇胺和乙醇胺，所述消泡剂为有机硅消泡剂。本专利技术的第二目的在于提供一种自修复灌浆料的制备方法，具体技术方案如下：一种自修复灌浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、制备硫铝酸盐熟料，具体是按照质量比为碳酸钙：赤铁矿：高岭石：石膏＝3:2:3:1混匀并在1300℃～1350℃煅烧30～45min，煅烧后再加入质量百分比为5％～8％的大理石和5％～8％的花岗岩经粉磨制成硫铝酸盐熟料；步骤2、将各原材料按要求分别混合均匀，制备得到所述自修复灌浆料中的胶凝材料组分、微集料组分、细集料组分和外加剂组分；步骤3、选择配合的化学修复剂和催化剂，将化学修复剂与胶囊外壳通过分散聚合法制成胶囊后，再与催化剂和氧化镁混合均匀，制备得到所述自修复灌浆料中的自修复剂组分；步骤4、按照质量百分比将胶凝材料组分、微集料组分、细集料组分、外加剂组分和自修复剂组分混合均匀，制备得到灌浆料粉；步骤5、将灌浆料粉与水搅拌混匀制成所述自修复灌浆料，其中水与灌浆料粉的质量比为0.2～0.3:1。应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：(1)本专利技术所述的自修复灌浆料适用于钢筋套筒灌浆连接，其中，所述自修复剂包括自修复胶囊、催化剂和氧化镁，在自修复灌浆料内部以及自修复灌浆料与钢筋/套筒间的接触面出现裂缝并当裂纹扩展至自修复胶囊处时，胶囊外壳因裂纹尖端的应力集中而破裂，微胶囊中填埋的化学修复剂便根据毛细管的虹吸原理沿着裂纹进行填充，当与之前混合在自修复灌浆料中的催化剂相遇后引发聚合反应，反应生成的产物与裂纹周围的自修复灌浆料重新形成很好的粘结以及对裂纹的填充，达到灌浆料中裂缝自修复的目的；氧化镁与水发生反应产生氢氧化镁，在该反应过程中生成的产物体积发生膨胀，通过体积膨胀增大灌浆料的竖向膨胀率，在刚性束缚下，便可有效抑制灌浆料在后期体积收缩时产生的裂缝，进而使使质量损失率降低。本专利技术所述的自修复灌浆料具有提高套筒灌浆料与钢筋连接节点的耐久性能、使用寿命和装配式建筑结构的稳固性能。(2)本专利技术中所述胶凝材料包括硅酸盐水泥、硫铝酸盐熟料和高活性矿物参合料。所述硅酸盐水泥作为自修复灌浆料的主要成分，与水混合后发生水化反应，生成水化产物包裹自修复灌浆料中其他物质并逐渐失去塑性，形成具有高强度的水泥石结构，起到将细集料和微集料粘结成一个整体的作用；所述硫铝酸盐熟料在自修复灌浆料中有提高自修复灌浆料早期强度的作用和起到膨胀源的作用，在自修复灌浆料中，加入具有膨胀性能的硫铝酸盐熟料，使自修复灌浆料具有微膨胀效应，自修复灌浆料在灌浆套筒内部硬化后随着时间的变化逐渐产生微小膨胀，在灌浆套筒刚性束缚下逐渐缩小灌浆料内部的缝隙；所述高活性矿物掺合料在水泥水化过程中，能够起到促进水化反应的作用，增强自修复灌浆料的早期强度，提高自修复灌浆料的流动性和粘聚性等性能，改善硅酸盐水泥因高水化热产生的微裂纹结构缺陷，此外，硫铝酸盐熟料的膨胀特性有助于缩小高水化热产生的微裂纹的宽度。(3)本专利技术中所述的微集料和细集料在自修复灌浆料中主要起到固体填充颗粒的作用。所述微集料和细集料按照特定的质量百分比加入自修复灌浆料中能够形成紧密堆积的骨架，有助于减少自修复灌浆料内部质量缺陷以及降低孔隙率。此外，微集料和细集料形成紧密堆积的骨架还有利于保证自修复灌浆料的膨胀特性和自修复特性正常发挥。(4)本专利技术中所述外加剂中的增效剂对胶凝材料中的硅酸盐水泥发生的水化反应具有促进作用，有利于提高自修复灌浆料的早期强度。(5)本专利技术所述的自修复灌浆料的制备方法，步骤精简、操作方便且制备出的自修复灌浆料具有高强、高流动性和耐久性等特点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照实施例，对本专利技术作进一步详细的说明。具体实施方式以下对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1：一种自修复灌浆料，通过灌浆料粉与水混合制备得到，所述灌浆料粉以制备100kg自修复灌浆料计算，包括以下质量的原料组分：45kg的胶凝材料、10kg的微集料、40kg的细集料、0.05kg的外加剂以及4.95kg的自修复剂。所述自修复剂包括1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自修复灌浆料，其特征在于，通过灌浆料粉与水混合制备得到，所述灌浆料粉包括以下质量百分比的原料组分：40％～50％的胶凝材料、5％～15％的微集料、40％～50％的细集料、0.01％～1％的外加剂以及1％～5％的自修复剂。

【技术特征摘要】
1.一种自修复灌浆料，其特征在于，通过灌浆料粉与水混合制备得到，所述灌浆料粉包括以下质量百分比的原料组分：40％～50％的胶凝材料、5％～15％的微集料、40％～50％的细集料、0.01％～1％的外加剂以及1％～5％的自修复剂。2.根据权利要求1所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述自修复剂包括自修复胶囊、催化剂和氧化镁。3.根据权利要求2所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述自修复胶囊包括用于修复裂缝的化学修复剂和用于包裹化学修复剂的胶囊外壳，所述化学修复剂和催化剂发生聚合反应。4.根据权利要求3所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述化学修复剂包括环氧丙硅树脂、亚胺基二乙酸型螯合树脂、环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种，所述催化剂包括癸二酸二酰肼、正丁基缩水甘油醚和三丙二醇正丁醚中的至少一种。5.根据权利要求3所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述化学修复剂包括钙离子络合物，所述催化剂包括乙二胺和盐酸氢铵中的至少一种。6.根据权利要求1～5中任一项所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述胶凝材料包括以下质量百分比的组分：70％～90％硅酸盐水泥、5％～15％的硫铝酸盐熟料和5％～15％高活性矿物掺合料，所述高活性矿物掺合料包括超细粉煤灰、粒化高炉矿渣微粉和硅灰，所述硫铝酸盐熟料包括以下原料组分：碳酸钙、赤铁矿、高岭石、石膏、大理石和花岗岩。7.根据权利要求6所述的自修复灌浆料，其特征在于，所述微集料包括粒径为3～10μm的石粉、钢渣微粉、玻璃微...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪涛，杨光芒，刘文俊，任立，雷志新，
申请(专利权)人：中建科技湖南有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43