CN109574530A - 一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂及其制备方法，包括橡胶颗粒、微生物或微生物芽孢、包裹材料，所述橡胶颗粒作为所述微生物或微生物芽孢的载体，并采用所述包裹材料将所述微生物或微生物芽孢保护于所述橡胶颗粒的孔隙内。使本发明弹性修复剂加入混凝土后，不仅能够实现混凝土裂缝的自修复，而且能够提高混凝土的抗裂性，并且价格低廉，操作方便。

Description

一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土应用材料，特别涉及一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂及其制备方法。
背景技术
混凝土是一种应用广泛的建筑材料，但是混凝土在使用的过程中极易出现裂缝，这不仅影响结构的美观，而且对结构的耐久性产生极大影响。混凝土的裂缝会使空气和水分进入结构内部，腐蚀钢筋，更甚会发生氯离子侵蚀。因此，有必要提出一种混凝土自修复技术，当混凝土出现裂缝后，能自动逐步修复混凝土裂缝。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂及其制备方法，使本发明弹性修复剂加入混凝土后，不仅能够实现混凝土裂缝的自修复，而且能够提高混凝土的抗裂性，并且价格低廉，操作方便。
本发明所采用的技术方案是：一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，包括橡胶颗粒、微生物或微生物芽孢、包裹材料，所述橡胶颗粒作为所述微生物或微生物芽孢的载体，并采用所述包裹材料将所述微生物或微生物芽孢保护于所述橡胶颗粒的孔隙内。
进一步的，所述橡胶颗粒、微生物或微生物芽孢、包裹材料的配比为：2.2g:1mL:0.5mL～1.2mL。
进一步的，所述橡胶颗粒的粒径为1～3mm。
进一步的，所述微生物或微生物芽孢采用能够矿化产生碳酸盐的嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液。
其中，所述嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液为巴氏芽孢杆菌溶液或科氏芽孢杆菌溶液。
其中，所述微生物或微生物芽孢的浓度为2.5×109cells/mL。
进一步的，所述包裹材料采用具有胶结性和链接性的胶凝性材料。
其中，所述胶凝性材料为质量分数为4％的海藻酸钠溶液。
本发明所采用的另一技术方案是：一种上述用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的制备方法，先将所述微生物或微生物芽孢与所述包裹材料进行混合，充分搅拌后倒入所述橡胶颗粒中，再次充分搅拌；在所述微生物或微生物芽孢、包裹材料、橡胶颗粒混合均匀后放置于通风阴凉处自然晾干。
进一步的，所述橡胶颗粒在使用前采用处理工艺进行处理，以增大橡胶颗粒的孔隙率，祛除橡胶颗粒表面的憎水性物质。
本发明的有益效果是：
1)本发明采用橡胶颗粒作为微生物及其芽孢的载体，在加入混凝土后能够改善混凝土的脆性，提高混凝土的抗裂性。
2)橡胶颗粒具有一定的弹性，能够为微生物的生长矿化提供良好的空间。
3)橡胶颗粒与其他载体相比，具有价格低廉的优点，且能够利用废弃的橡胶进行生产，具有环保意义。
4)采用包裹材料能够很好的保护微生物及其芽孢，且能在混凝土开裂后缓慢释放出微生物及其芽孢，另外能够改善橡胶颗粒与水泥基材料的不相容性。
5)整个混凝土自修复剂制备工艺简单，可操作性强。
附图说明
图1：本发明一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的结构示意图；
图2a：普通混凝土出现裂缝示意图；
图2b：加入本发明弹性修复剂的混凝土出现裂缝示意图。
附图标注：1、橡胶颗粒；2、微生物或微生物芽孢；3、包裹材料。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
(一)用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的结构
如附图1所示，一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，包括橡胶颗粒1、微生物或微生物芽孢2、包裹材料3，所述橡胶颗粒1作为所述微生物或微生物芽孢2的载体，并采用所述包裹材料3将所述微生物或微生物芽孢2保护于所述橡胶颗粒1的孔隙内。所述橡胶颗粒1、微生物或微生物芽孢2、包裹材料3的配比为：2.2g:1mL:0.5mL～1.2mL。
所述橡胶颗粒1为普通橡胶粉碎而成，可由汽车轮胎、废胶等制成，具有多孔性，在使用前可采用一些处理工艺(如碱溶液清洗)进行处理，以增大其孔隙率，祛除其表面的憎水性物质。
所述微生物或微生物芽孢2采用能够矿化产生碳酸盐的嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液，所述嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液为巴氏芽孢杆菌溶液或科氏芽孢杆菌溶液，其自身能够在恶劣的条件下休眠，当环境中有氧气和水存在时，其能被唤醒，并利用环境条件矿化生成碳酸盐结晶。
所述包裹材料3采用胶凝性材料，其应具有胶结性，能够将微生物或微生物芽孢2包裹于橡胶颗粒1的空隙内；其应具有一定的水溶性，但溶解速率应缓慢为宜；其应具有链接性，既能与橡胶颗粒1很好的粘结，又能与水泥基材料具有相容性。
实施例一
本实施例中，所述包裹材料3选用质量分数为4％的海藻酸钠溶液，所述橡胶颗粒1的粒径为1～3mm，所述微生物或微生物芽孢2的浓度为2.5×109cells/mL。其中所述橡胶颗粒1和所述微生物或微生物芽孢2的数量根据配置混凝土的需求进行选择，而所述包裹材料3的数量应能够使所述微生物或微生物芽孢2均匀地与所述橡胶颗粒1混合，以使所述橡胶颗粒1完全润湿为宜。所述橡胶颗粒1、微生物或微生物芽孢2、包裹材料3的比例为：2.2g:1mL:1mL。
根据试验结果，将上述弹性修复剂在配制混凝土的过程中按照10％的质量比取代普通混凝土中的砂子，得到加入上述弹性修复剂的混凝土的劈裂抗拉强度为2.89MPa，相比普通混凝土的劈裂抗拉强度2.0MPa，加入上述弹性修复剂的混凝土的劈裂抗拉强度提高了44.5％，说明抗裂性得到提升。由图2a和图2b可以看到，普通混凝土在被劈开时，是一条贯穿的裂缝，而加入弹性修复剂的混凝土在被劈开时，仅有部分开裂，这说明弹性修复剂的加入改善了混凝土的脆性。
(二)用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的制备方法
材料准备：橡胶颗粒1、微生物或微生物芽孢2、包裹材料3。三者的推荐比例为2.2g:1mL:1mL，可根据情况进行调整；
制备方法：先将所述微生物或微生物芽孢2与所述包裹材料3进行混合，充分搅拌后倒入所述橡胶颗粒1中，再次充分搅拌；在所述微生物或微生物芽孢2、包裹材料3、橡胶颗粒1混合均匀后放置于通风阴凉处自然晾干。其中，所述橡胶颗粒1在使用前采用处理工艺(如碱溶液清洗)进行处理，以增大橡胶颗粒1的孔隙率，祛除橡胶颗粒1表面的憎水性物质。
(三)用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的使用方法
本发明用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂作为一种混凝土的外加剂进行使用。在混凝土制备的过程中可将本发明弹性修复剂与水泥混合后进行混凝土的拌和，在混凝土拌和的过程中仍需加入微生物生长所需的营养物质等材料。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，包括橡胶颗粒、微生物或微生物芽孢、包裹材料，所述橡胶颗粒作为所述微生物或微生物芽孢的载体，并采用所述包裹材料将所述微生物或微生物芽孢保护于所述橡胶颗粒的孔隙内。
2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述橡胶颗粒、微生物或微生物芽孢、包裹材料的配比为：2.2g:1mL:0.5mL～1.2mL。
3.根据权利要求1所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述橡胶颗粒的粒径为1～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述微生物或微生物芽孢采用能够矿化产生碳酸盐的嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液。
5.根据权利要求4所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述嗜碱性微生物或微生物芽孢溶液为巴氏芽孢杆菌溶液或科氏芽孢杆菌溶液。
6.根据权利要求4所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述微生物或微生物芽孢的浓度为2.5×109cells/mL。
7.根据权利要求1所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述包裹材料采用具有胶结性和链接性的胶凝性材料。
8.根据权利要求7所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂，其特征在于，所述胶凝性材料为质量分数为4％的海藻酸钠溶液。
9.一种上述权利要求1至8任一项所述的用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的制备方法，其特征在于，先将所述微生物或微生物芽孢与所述包裹材料进行混合，充分搅拌后倒入所述橡胶颗粒中，再次充分搅拌；在所述微生物或微生物芽孢、包裹材料、橡胶颗粒混合均匀后放置于通风阴凉处自然晾干。
10.根据权利要求9所述的一种用于混凝土裂缝自修复的弹性修复剂的制备方法，其特征在于，所述橡胶颗粒在使用前采用处理工艺进行处理，以增大橡胶颗粒的孔隙率，祛除橡胶颗粒表面的憎水性物质。
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