本發(fā)明公開了一種自修復(fù)抗裂混凝土防水劑的制備方法，屬于混凝土外加劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

防水是提高水泥混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施，甚至是根本措施。水泥混凝土結(jié)構(gòu)的防水性能基本上決定了其耐久性能。無(wú)論是水泥混凝土的軟水侵蝕、凍融破壞、堿集料反應(yīng)、鋼筋銹蝕和硫酸鹽腐蝕等，還是水泥混凝土中的鋼筋氧化腐蝕，甚至水工、港工結(jié)構(gòu)的溶蝕，都離不開水的作用，沒(méi)有水的參與，大部分侵蝕幾乎不會(huì)產(chǎn)生。另外，由于水泥混凝土中骨料與膠凝材料之間可能存在的微裂隙，水分可以不斷深入水泥混凝土中，參與對(duì)水泥混凝土或水泥混凝土內(nèi)鋼筋的腐蝕。為了阻止水分的入侵，提高水泥混凝土結(jié)構(gòu)的抗水侵蝕性能和耐久性能，研究了多種措施，如摻加礦物摻合料的高致密性混凝土、低水膠比混凝土、表面防水涂料和混凝土引氣等。在水泥混凝土中摻加防水劑，形成致密性混凝土或憎水混凝土以達(dá)到防水的目的，是目前最為行之有效的一種技術(shù)途徑。

現(xiàn)有的砂漿、混凝土防水劑主要有兩類：有機(jī)硅類防水劑和無(wú)機(jī)鋁鹽類防水劑。有機(jī)硅類防水劑的主要成分為甲基硅醇鈉（鉀）和氟硅醇鈉（鉀），是一種分子量較小的水溶性聚合物，易被弱酸分解形成不溶于水的具有防水性能的甲基硅醚防水膜，防水膜包圍在混凝土的組成粒子之間而具有憎水性能；無(wú)機(jī)鋁鹽類防水劑是以鋁鹽和碳酸鈣為主要原料，輔以多種無(wú)機(jī)鹽制成，具有抗?jié)B、抗凍、耐熱、早強(qiáng)速凝等特點(diǎn)，其防水機(jī)理是與水泥中的水化鋁酸鈣作用，生成具有一定膨脹性的復(fù)鹽硫鋁酸鈣晶體，這些晶體填充在混凝土結(jié)構(gòu)的毛細(xì)孔隙中，阻塞了水分遷移的通道，從而提高混凝土的密實(shí)性和防水抗?jié)B能力。

由于混凝土在澆注硬化過(guò)程中會(huì)因?yàn)槔淇s或干縮等原因而引起體積收縮，現(xiàn)有的這些混凝土防水劑的主要缺點(diǎn)在于不能補(bǔ)償混凝土的收縮裂縫，因此混凝土的收縮開裂會(huì)使其防水抗?jié)B性能大受影響，另外現(xiàn)有的混凝土防水劑還存在性能單一、功能不夠完善的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有的混凝土防水劑不能補(bǔ)償混凝土的收縮裂縫，導(dǎo)致混凝土防水抗?jié)B性能變差，且現(xiàn)有的混凝土防水劑還存在性能單一、功能不夠完善的缺陷，提供一種以葡萄糖酸鈣和硅酸鈣為防裂物質(zhì)，再加入有機(jī)硅防水料，再與纖維素、油脂乳液配合制備得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑的方法，本發(fā)明先將含氫硅油在堿性條件下反應(yīng)生成有機(jī)硅樹脂，隨后將煅燒后的雞蛋殼與水反應(yīng)后，再與葡萄糖酸反應(yīng)得葡萄糖酸鈣，葡萄糖酸鈣與硅酸鈣配合可降低混凝土的水化反應(yīng)熱，減少混凝土內(nèi)部升溫，從而減少裂縫，并且葡萄糖酸鈣可與未反應(yīng)水泥反應(yīng)形成致密水化晶體，封堵混凝土的裂縫，再配合蓖麻油等油脂類物質(zhì)，達(dá)到防水目的，本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑具有較好的收縮補(bǔ)償功能，有效提高了混凝土的抗裂及防水抗?jié)B性能，且防水劑摻量少，可提高混凝土早期強(qiáng)度，并調(diào)整凝結(jié)時(shí)間，提高混凝土的耐久性，具有廣泛的應(yīng)用前景。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）量取100～200mL含氫硅油加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并置于油浴鍋中，升溫至80～90℃，再加入200～300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，磁力攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中再加入10～15g四甲基氫氧化銨，升溫至130～140℃，攪拌反應(yīng)3～4h后，使其自然冷卻后，靜置分層，收集有機(jī)層，備用；

（2）取400～500g雞蛋殼，用水洗滌3～5次，將洗凈的蛋殼置于粉碎機(jī)中粉碎，并過(guò)80～100目篩，收集過(guò)篩物，并置于馬弗爐中，在1000～1100℃下煅燒2～3h后，使其隨爐冷卻至室溫，得到煅燒物，取100～200g煅燒物置于燒杯中，再加入1～2L水，攪拌反應(yīng)40～50min，得到反應(yīng)液；

（3）向上述反應(yīng)液中滴加120～150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%葡萄糖酸溶液，控制15～20min內(nèi)滴加完畢，并將上述燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器上，于溫度為80～90℃下攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，并進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，即葡萄糖酸鈣，備用；

（4）稱取40～50g蓖麻油、15～20g松節(jié)油和100～200mL水，加入到燒杯中，并對(duì)其進(jìn)行加熱至85～90℃，磁力攪拌20～30min后，再加入3～5g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌15～20min，得到乳液；

（5）按重量份數(shù)計(jì)，稱取30～40份步驟（1）備用的有機(jī)層、10～15份步驟（3）備用的葡萄糖酸鈣、8～12份上述乳液、2～3份羧甲基纖維素和1～3份硅酸鈣，加入到攪拌機(jī)中，攪拌混合20～30min后，置于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的物料置于球磨機(jī)中球磨1～2h，即可得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：按質(zhì)量比4: 10:1:3，將砂、骨料、熱水、水泥放入混凝土攪拌車中攪拌1min，隨后加入本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑繼續(xù)攪拌3～5min，防水劑用量為水泥用量的3～5%，再將攪拌混勻后的混凝土拌合料用插入式振搗器倒入帶有鋼筋和預(yù)埋件的混凝土澆筑模板中，同時(shí)不停敲打模板，直至澆筑完成，最后將澆筑完成的混凝土構(gòu)件靜置養(yǎng)護(hù)10～15天，拆除模板即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑減水率為18～22%，初凝時(shí)間為10～15h，在水中養(yǎng)護(hù)7天限制膨脹率為0.055～0.075%，轉(zhuǎn)入空氣中存放21天限制膨脹率為-0.008～-0.005%，防水抗?jié)B性能優(yōu)異，抗?jié)B等級(jí)為P25，靜置3天后抗壓強(qiáng)度達(dá)28～32MPa，且本發(fā)明混凝土防水劑能有效提高混凝土耐久性，使用后的混凝土使用年限較普通混凝土提高了7～9年。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑不僅提高了混凝土的密實(shí)性、抗壓強(qiáng)度，且本發(fā)明混凝土防水劑具有較好的收縮補(bǔ)償功能，能有效提高混凝土抗裂性，從而提高其早期強(qiáng)度，并調(diào)整凝結(jié)時(shí)間，提高混凝土的耐久性；

（2）本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑提高了混凝土的防水抗?jié)B性，有效地阻止了有害介質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕，延長(zhǎng)了混凝土構(gòu)筑物的使用壽命。

具體實(shí)施方式

首先量取100～200mL含氫硅油加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并置于油浴鍋中，升溫至80～90℃，再加入200～300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，磁力攪拌反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中再加入10～15g四甲基氫氧化銨，升溫至130～140℃，攪拌反應(yīng)3～4h后，使其自然冷卻后，靜置分層，收集有機(jī)層，備用；隨后取400～500g雞蛋殼，用水洗滌3～5次，將洗凈的蛋殼置于粉碎機(jī)中粉碎，并過(guò)80～100目篩，收集過(guò)篩物，并置于馬弗爐中，在1000～1100℃下煅燒2～3h后，使其隨爐冷卻至室溫，得到煅燒物，取100～200g煅燒物置于燒杯中，再加入1～2L水，攪拌反應(yīng)40～50min，得到反應(yīng)液；再向上述反應(yīng)液中滴加120～150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%葡萄糖酸溶液，控制15～20min內(nèi)滴加完畢，并將上述燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器上，于溫度為80～90℃下攪拌反應(yīng)1～2h，反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，并進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，即葡萄糖酸鈣，備用；再稱取40～50g蓖麻油、15～20g松節(jié)油和100～200mL水，加入到燒杯中，并對(duì)其進(jìn)行加熱至85～90℃，磁力攪拌20～30min后，再加入3～5g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌15～20min，得到乳液；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取30～40份上述備用的有機(jī)層、10～15份上述備用的葡萄糖酸鈣、8～12份上述乳液、2～3份羧甲基纖維素和1～3份硅酸鈣，加入到攪拌機(jī)中，攪拌混合20～30min后，置于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的物料置于球磨機(jī)中球磨1～2h，即可得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑。

實(shí)例1

首先量取100mL含氫硅油加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并置于油浴鍋中，升溫至80℃，再加入200mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，磁力攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中再加入10g四甲基氫氧化銨，升溫至130℃，攪拌反應(yīng)3h后，使其自然冷卻后，靜置分層，收集有機(jī)層，備用；隨后取400g雞蛋殼，用水洗滌3次，將洗凈的蛋殼置于粉碎機(jī)中粉碎，并過(guò)80目篩，收集過(guò)篩物，并置于馬弗爐中，在1000℃下煅燒2h后，使其隨爐冷卻至室溫，得到煅燒物，取100g煅燒物置于燒杯中，再加入1L水，攪拌反應(yīng)40min，得到反應(yīng)液；再向上述反應(yīng)液中滴加120mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%葡萄糖酸溶液，控制15min內(nèi)滴加完畢，并將上述燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器上，于溫度為80℃下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，并進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，即葡萄糖酸鈣，備用；再稱取40g蓖麻油、15g松節(jié)油和100mL水，加入到燒杯中，并對(duì)其進(jìn)行加熱至85℃，磁力攪拌20min后，再加入3g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌15min，得到乳液；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取30份上述備用的有機(jī)層、10份上述備用的葡萄糖酸鈣、8份上述乳液、2份羧甲基纖維素和1份硅酸鈣，加入到攪拌機(jī)中，攪拌混合20min后，置于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的物料置于球磨機(jī)中球磨1h，即可得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑。

本實(shí)例操作簡(jiǎn)便，使用時(shí)，按質(zhì)量比4: 10:1:3，將砂、骨料、熱水、水泥放入混凝土攪拌車中攪拌1min，隨后加入本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑繼續(xù)攪拌3min，防水劑用量為水泥用量的3%，再將攪拌混勻后的混凝土拌合料用插入式振搗器倒入帶有鋼筋和預(yù)埋件的混凝土澆筑模板中，同時(shí)不停敲打模板，直至澆筑完成，最后將澆筑完成的混凝土構(gòu)件靜置養(yǎng)護(hù)10天，拆除模板即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑減水率為18%，初凝時(shí)間為10h，在水中養(yǎng)護(hù)7天限制膨脹率為0.055%，轉(zhuǎn)入空氣中存放21天限制膨脹率為-0.008%，防水抗?jié)B性能優(yōu)異，抗?jié)B等級(jí)為P25，靜置3天后抗壓強(qiáng)度達(dá)28MPa，且本發(fā)明混凝土防水劑能有效提高混凝土耐久性，使用后的混凝土使用年限較普通混凝土提高了7年。

實(shí)例2

首先量取150mL含氫硅油加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并置于油浴鍋中，升溫至85℃，再加入250mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，磁力攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中再加入13g四甲基氫氧化銨，升溫至135℃，攪拌反應(yīng)3h后，使其自然冷卻后，靜置分層，收集有機(jī)層，備用；隨后取450g雞蛋殼，用水洗滌4次，將洗凈的蛋殼置于粉碎機(jī)中粉碎，并過(guò)90目篩，收集過(guò)篩物，并置于馬弗爐中，在1050℃下煅燒2h后，使其隨爐冷卻至室溫，得到煅燒物，取150g煅燒物置于燒杯中，再加入1L水，攪拌反應(yīng)45min，得到反應(yīng)液；再向上述反應(yīng)液中滴加135mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%葡萄糖酸溶液，控制18min內(nèi)滴加完畢，并將上述燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器上，于溫度為85℃下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，并進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，即葡萄糖酸鈣，備用；再稱取45g蓖麻油、18g松節(jié)油和150mL水，加入到燒杯中，并對(duì)其進(jìn)行加熱至88℃，磁力攪拌25min后，再加入4g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌18min，得到乳液；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取35份上述備用的有機(jī)層、13份上述備用的葡萄糖酸鈣、10份上述乳液、2份羧甲基纖維素和2份硅酸鈣，加入到攪拌機(jī)中，攪拌混合25min后，置于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的物料置于球磨機(jī)中球磨1h，即可得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑。

本實(shí)例操作簡(jiǎn)便，使用時(shí)，按質(zhì)量比4: 10:1:3，將砂、骨料、熱水、水泥放入混凝土攪拌車中攪拌1min，隨后加入本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑繼續(xù)攪拌4min，防水劑用量為水泥用量的4%，再將攪拌混勻后的混凝土拌合料用插入式振搗器倒入帶有鋼筋和預(yù)埋件的混凝土澆筑模板中，同時(shí)不停敲打模板，直至澆筑完成，最后將澆筑完成的混凝土構(gòu)件靜置養(yǎng)護(hù)13天，拆除模板即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑減水率為20%，初凝時(shí)間為13h，在水中養(yǎng)護(hù)7天限制膨脹率為0.065%，轉(zhuǎn)入空氣中存放21天限制膨脹率為-0.006%，防水抗?jié)B性能優(yōu)異，抗?jié)B等級(jí)為P25，靜置3天后抗壓強(qiáng)度達(dá)30 MPa，且本發(fā)明混凝土防水劑能有效提高混凝土耐久性，使用后的混凝土使用年限較普通混凝土提高了8年。

實(shí)例3

首先量取200mL含氫硅油加入到帶有溫度計(jì)和回流裝置的三口燒瓶中，并置于油浴鍋中，升溫至90℃，再加入300mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%氫氧化鈉溶液，磁力攪拌反應(yīng)3h，反應(yīng)結(jié)束后，向燒瓶中再加入15g四甲基氫氧化銨，升溫至140℃，攪拌反應(yīng)4h后，使其自然冷卻后，靜置分層，收集有機(jī)層，備用；隨后取500g雞蛋殼，用水洗滌5次，將洗凈的蛋殼置于粉碎機(jī)中粉碎，并過(guò)100目篩，收集過(guò)篩物，并置于馬弗爐中，在1100℃下煅燒3h后，使其隨爐冷卻至室溫，得到煅燒物，取200g煅燒物置于燒杯中，再加入2L水，攪拌反應(yīng)50min，得到反應(yīng)液；再向上述反應(yīng)液中滴加150mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%葡萄糖酸溶液，控制20min內(nèi)滴加完畢，并將上述燒杯置于數(shù)顯測(cè)速恒溫磁力攪拌器上，于溫度為90℃下攪拌反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束，過(guò)濾，收集濾液，并進(jìn)行噴霧干燥，得到干燥物，即葡萄糖酸鈣，備用；再稱取50g蓖麻油、20g松節(jié)油和200mL水，加入到燒杯中，并對(duì)其進(jìn)行加熱至90℃，磁力攪拌30min后，再加入5g十二烷基苯磺酸鈉，攪拌20min，得到乳液；最后按重量份數(shù)計(jì)，稱取40份上述備用的有機(jī)層、15份上述備用的葡萄糖酸鈣、12份上述乳液、3份羧甲基纖維素和3份硅酸鈣，加入到攪拌機(jī)中，攪拌混合30min后，置于真空冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥，將干燥后的物料置于球磨機(jī)中球磨2h，即可得到自修復(fù)抗裂混凝土防水劑。

本實(shí)例操作簡(jiǎn)便，使用時(shí)，按質(zhì)量比4: 10:1:3，將砂、骨料、熱水、水泥放入混凝土攪拌車中攪拌1min，隨后加入本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑繼續(xù)攪拌5min，防水劑用量為水泥用量的5%，再將攪拌混勻后的混凝土拌合料用插入式振搗器倒入帶有鋼筋和預(yù)埋件的混凝土澆筑模板中，同時(shí)不停敲打模板，直至澆筑完成，最后將澆筑完成的混凝土構(gòu)件靜置養(yǎng)護(hù)15天，拆除模板即可。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明制得的自修復(fù)抗裂混凝土防水劑減水率為22%，初凝時(shí)間為15h，在水中養(yǎng)護(hù)7天限制膨脹率為0.075%，轉(zhuǎn)入空氣中存放21天限制膨脹率為-0.005%，防水抗?jié)B性能優(yōu)異，抗?jié)B等級(jí)為P25，靜置3天后抗壓強(qiáng)度達(dá)32 MPa，且本發(fā)明混凝土防水劑能有效提高混凝土耐久性，使用后的混凝土使用年限較普通混凝土提高了9年。