一种新型自愈合水泥砂浆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型自愈合水泥砂浆及其制备方法，新型自愈合水泥砂浆包括以下重量份数的原料：水泥80～100份、矿物掺合料10～20份、砂250～350份、水80～100份、减水剂1～5份、消泡剂1～2份、自愈合剂8～15份。所述自愈合剂包括式I和式II结构的化合物。本发明专利技术通过采用式I和式II化合物作为自愈合剂提高了水泥砂浆的自愈合能力，裂缝愈合率达到95％以上。裂缝愈合率达到95％以上。

【技术实现步骤摘要】
一种新型自愈合水泥砂浆及其制备方法


[0001]本专利技术属于砂浆制备
，具体涉及一种新型自愈合水泥砂浆及其制备方法。

技术介绍

[0002]水泥砂浆混凝土因其制备材料易得、经济性、易成型、具有良好的力学性能和耐久性能而被广泛使用，成为全球使用量最大的建筑材料。由于在材料制备和正常服役过程中，混凝土可能产生诸多小裂缝。在外部荷载和环境等因素的作用下裂缝继续扩展、增长，并且长期存在。使得外界水分及硫酸盐、碳酸盐等有害物质通过裂缝进入混凝土内部，造成钢筋侵蚀，影响混凝土的长期耐久性。而传统的修复一般采取定期维护和裂后修补，如：灌浆缝合、钻孔填塞等，这需要耗费大量人力、物力、财力。
[0003]近年来，设计和改善水泥基材料自愈合能力是解决微裂缝的常用手段。目前对自愈合超高性能水泥砂浆材料的研究大多为纤维增强或埋入含有修复剂的中空玻璃纤维管或玻璃胶囊，但是这种方法对施工拌和振捣会造成不便。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种新型自愈合水泥砂浆及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现：
[0006]一种新型自愈合水泥砂浆，包括以下重量份数的原料：
[0007]水泥80～100份、矿物掺合料10～20份、砂250～350份、水80～100份、减水剂1～5份、消泡剂1～2份、自愈合剂8～15份；
[0008]所述自愈合剂包括式I和式II结构的化合物：
[0009][0010]所述式I和式II化合物的混合质量比为2:(0.5
‑
1)。
[0011]进一步地，所述式(I)化合物通过以下方法制备：
[0012]S1：配制10
‑
15wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；
[0013]S2：加入过硫酸铵和丙烯酸，氮气氛围下，70
‑
80℃下反应2
‑
4小时；
[0014]S3：向S2中加入丙酮，沉淀分离产物，制备得到式I的化合物。
[0015]式(I)化合物的反应方程式如下：
[0016][0017]进一步地，所述过硫酸铵的加入量为羧甲基纤维素钠摩尔量的0.02
‑
0.04倍。
[0018]进一步地，丙烯酸的加入量为羧甲基纤维素质量的2
‑
3倍。
[0019]进一步地，所述式(II)化合物通过以下方法制备：
[0020]S1：将N,N
‑
二甲基甲酰胺、肌醇、对甲基苯磺酸依次加入反应容器中，开启搅拌，升温至90
±
5℃；
[0021]S2：向S1中缓慢滴加衣康酸的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加时间2.5
‑
3.0h，温度控制在95
±
5℃；
[0022]S3：滴加完毕后95
±
5℃保温反应2h；
[0023]S4：升温至110
±
5℃继续反应4
‑
5h，控制真空0.06MPa，除去小分子及溶剂，得到无色至淡黄色黏稠液体，即得式II的化合物。
[0024]式(II)化合物的反应方程式如下：
[0025][0026]进一步地，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
[0027]进一步地，所述消泡剂为有机硅类和/或磷酸酯类消泡剂。
[0028]进一步地，所述矿物掺合料包含粉煤灰、矿粉和硅灰中的一种或多种。
[0029]一种新型自愈合水泥砂浆的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将水泥、矿物掺合料、砂、水、减水剂、消泡剂、自愈合剂依次加入反应釜，常温搅拌20
‑
30min；即得新型自愈合水泥砂浆。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]1)本专利技术制备了新型的用于水泥砂浆自愈合的化合物式I；
[0033]2)本专利技术通过采用式I和式II化合物作为自愈合剂提高了水泥砂浆的自愈合能力，裂缝愈合率达到95％以上。
具体实施方式
[0034]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不局限于这些实施例。
[0035]实施例1式(I)化合物A的制备：
[0036]将555.6g羧甲基纤维素钠加入5000g水中，配制10wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；然后加入10.5g过硫酸铵和1111.1g丙烯酸，搅拌混均；氮气氛围下，70℃下反应2小时,然后加入2500g丙酮，沉淀分离产物，得式(I)化合物A，平均分子量约为4120。
[0037]实施例2式(I)化合物B的制备：
[0038]将882.4g羧甲基纤维素钠加入5000g水中，配制15wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；然后加入33.3g过硫酸铵和2647g丙烯酸，搅拌混均；氮气氛围下，80℃下反应4小时,然后加入2500g丙酮，沉淀分离产物，得式(I)化合物B，平均分子量约为4870。
[0039]实施例3式(I)化合物C的制备：
[0040]将882.4g羧甲基纤维素钠加入5000g水中，配制15wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；然后加入20.8g过硫酸铵和2206g丙烯酸，搅拌混均；氮气氛围下，75℃下反应3小时,然后加入2500g丙酮，沉淀分离产物，得式(I)化合物C，平均分子量约为4590。
[0041]实施例4式(I)化合物D的制备：
[0042]将555.6g羧甲基纤维素钠加入5000g水中，配制10wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；然后加入10.5g过硫酸铵和975g丙烯酸，搅拌混均；氮气氛围下，70℃下反应2小时,然后加入2500g丙酮，沉淀分离产物，得式(I)化合物D，平均分子量约为3860。
[0043]实施例5式(I)化合物E的制备：
[0044]将882.4g羧甲基纤维素钠加入5000g水中，配制15wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；然后加入33.3g过硫酸铵和3012g丙烯酸，搅拌混均；氮气氛围下，80℃下反应4小时,然后加入2500g丙酮，沉淀分离产物，得式(I)化合物E，平均分子量约为5210。
[0045]实施例6式(II)化合物的制备：
[0046]S1：将30g肌醇、200mL N,N
‑
二甲基甲酰胺、1.0g对甲基苯磺酸依次加入反应容器中，开启搅拌，升温至90℃，冷凝回流；
[0047]S2：使用恒压滴液漏斗缓慢滴加450mL含185g衣康酸的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，滴加时间3h，温度控制在95
±
5℃；
[0048]S3：滴加完毕后95
±
5℃保温反应2h；
[0049]S4：升温至110
±
5℃继续反应5h，控制真空0.06MPa，得到无色至淡黄色黏稠液体，即得式II的化合物。
[0050]以下实施例和对比例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，包括以下重量份数的原料：水泥80～100份、矿物掺合料10～20份、砂250～350份、水80～100份、减水剂1～5份、消泡剂1～2份、自愈合剂8～15份；所述自愈合剂包括式I和式II结构的化合物：2.根据权利要求1所述的一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，所述式I和式II化合物的混合质量比为2:(0.5
‑
1)。3.根据权利要求1所述的一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，所述式(I)化合物通过以下方法制备：S1：配制10
‑
15wt％的羧甲基纤维素钠的水溶液；S2：加入过硫酸铵和丙烯酸，氮气氛围下，70
‑
80℃下反应2
‑
4小时；S3：向S2中加入丙酮，沉淀分离产物，制备得到式I的化合物。4.根据权利要求3所述的一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，所述过硫酸铵的加入量为羧甲基纤维素钠摩尔量的0.02
‑
0.04倍。5.根据权利要求3所述的一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，丙烯酸的加入量为羧甲基纤维素质量的2
‑
3倍。6.根据权利要求1所述的一种新型自愈合水泥砂浆，其特征在于，所述式(II)化合物通过以下方法制备：S1：将N,N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王颖佳，易雅楠，王维，孙俊霞，
申请(专利权)人：重庆建筑科技职业学院，
类型：发明
国别省市：