CN110563400B - 一种混合再生粗细骨料的裂缝自修复隔墙板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板及其制备方法，所述自修复隔墙板的配料包括隔墙板配料和自修复混合再生粗细骨料，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的15％～35％；所述的自修复混合再生粗细骨料为自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的混合物，自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的体积比为1～1.5:2.8～3.2；自修复混合再生粗细骨料为载有巴氏芽孢杆菌的混合再生粗细骨料，按质量比计，混合再生粗细骨料：巴氏芽孢杆菌菌体干粉＝1：0.002～0.003。低碳环保、修复效能高、经济效益显著。

Description

一种混合再生粗细骨料的裂缝自修复隔墙板及其制备方法

技术领域

本发明属于智能建筑材料领域，尤其是裂缝自修复混凝土制品，特别是一种混合再 生粗细骨料的裂缝自修复隔墙板及其制备方法。

背景技术

隔墙板是指JG/T169-2005《建筑隔墙用轻质条板》规定的用于建筑物内部隔墙的墙 体预制条板，隔墙板包括玻璃纤维增强水泥条板、玻璃纤维增强石膏空心条板、钢丝(钢丝网)增强水泥条板、轻混凝土条板、复合夹芯轻质条板等等。随着装配式建筑的快速 发展以及装配式建筑主体结构技术相对成熟，隔板墙被广泛应用于住宅、办公、商业、 厂房等各类工业与民用建筑物的内外墙体、楼板和屋面等建筑结构中。

但广泛应用的同时，现有隔墙板由于墙板自身质量、墙板施工安装、粉刷层空鼓等原因在使用过程中不可避免的产生裂缝，由此对自身承载力性能及使用性能带来的诸多不利影响成为亟待解决的问题,并且由于当前探测技术的局限性，检测并修复这些微裂 纹仍存在较大的难度。现有隔墙板通常出现裂缝的情况有几个方面：第一是墙板与墙板 之间的拼接处有裂缝，这种情况是出现裂缝最多的，有时是单面出现，有时是双面都有； 第二是墙板与天花板、地面接头处出现裂缝，一般与天花板接头出现的裂缝机率大点； 第三是墙板自身出现的裂缝，这种裂缝一般具有不规则性；第四是墙板与承重墙或混凝 土柱接头处出现的裂缝。采用传统人工后期修复维护方法，不仅经济成本高且修复效果 会随时间显著退化，使得隔墙板裂缝修复成为阻碍隔墙板更广范应用的瓶颈问题。因此， 有必要研制出一种具有裂缝自诊断、自修复的隔墙板，以满足当前建筑领域对隔墙板的 特殊要求。

发明内容

基于以上技术背景，本发明旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种混合再生 粗细骨料的裂缝自修复隔墙板，低碳环保、修复效能高、经济效益显著。

本发明的另一目的在于提供一种混合再生粗细骨料的裂缝自修复隔墙板的制备方 法，以获得轻便安装、自主修复、修复效能高、经济效益显著的具有再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板，所述自修复隔墙板的配料包括隔墙板配 料和自修复混合再生粗细骨料，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的15％～35％；

所述的自修复混合再生粗细骨料为自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的混合 物，自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的体积比为1～1.5:2.8～3.2；

所述的自修复再生粗骨料由再生粗骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成，所述的自修复 再生细骨料由再生细骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成；

巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为1～1.5，以混凝土中的水泥为计算基准，巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为30％～60％。

可选的，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的25％。

可选的，所述的浸渍巴氏芽孢杆菌菌液的过程为：真空负压0.6Mpa条件下浸渍吸附35～45min。

可选的，所述的再生粗骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后形成的碎石料，再生粗骨料 粒径为5～15mm；所述的再生细骨料为建筑垃圾中砖料的破碎物，再生细骨料粒径为 0～5mm；

所述混合再生粗细骨料表观密度不大于1950kg/m³，压碎指标为18.0％，含水率为1.68％，吸水率为3.93％。

可选的，按质量比计，所述的隔墙板配料为石：水泥：硅灰：水＝2.0～2.5:3.0～3.2:0.2～0.3:1.5～1.55，硅烷偶联剂占水泥质量的0.8％～1.0％。

可选的，所述的水泥为PO 42.5级，密度为3100kg/m³；所述砂的表观密度为2524.8kg/m³，吸水率为1.13％，细度模数为2.10；所述石的表观密度为2933kg/m³，吸水率为0.47％，压碎指标为6.02，部分为混合再生粗细骨料。

一种混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的制备方法，所述隔墙板的非边缘部分采 用普通混凝土浇筑，隔墙板的边缘部分采用混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的配料 浇筑；所述混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的配料的浇筑面积占隔墙板整体面积的 10％～20％；

所述自修复隔墙板的配料包括隔墙板配料和自修复混合再生粗细骨料，按体积百分 比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的15％～35％；自修复混合再生 粗细骨料为自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的混合物，自修复再生粗骨料与自修 复再生细骨料的体积比为1～1.5:2.8～3.2；巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为1～1.5，以 混凝土中的水泥为计算基准，巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为30％～60％；

自修复再生粗骨料由再生粗骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成，自修复再生细骨料由 再生细骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成；

将隔墙板配料和自修复混合再生粗细骨料混合配料浇筑即得混合再生粗细骨料裂 缝自修复隔墙板。

可选的，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的25％。

可选的，按质量比计，所述的隔墙板配料为石：水泥：硅灰：水＝2.0～2.5:3.0～3.2:0.2～0.3:1.5～1.55，硅烷偶联剂占水泥质量的0.8％～1.0％；

所述的水泥为PO 42.5级，密度为3100kg/m³；所述砂的表观密度为2524.8kg/m³，吸水率为1.13％，细度模数为2.10；所述石的表观密度为2933kg/m³，吸水率为0.47％， 压碎指标为6.02，部分为混合再生粗细骨料。

可选的，所述的再生粗骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后形成的碎石料，再生粗骨料 粒径为5～15mm；所述的再生细骨料为建筑垃圾中砖料的破碎物，再生细骨料粒径为 0～5mm；

所述混合再生粗细骨料表观密度不大于1950kg/m³，压碎指标为18.0％，含水率为1.68％，吸水率为3.93％。

本发明的优点为：

本发明采用再生混合粗细骨料载体制备自修复隔墙板，解决了以往采用现有隔墙板 时由于种种原因导致隔墙板面产生大量裂缝以及采用传统人工后期修复维护方法所产生的高经济成本和修复效果随服役龄期显著退化等问题，同时起到建筑垃圾资源化、贯 彻国家节能环保政策等效能。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为所述再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板浇筑模具示意图；

图2为取代率为35％下所述再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板裂缝(a)和14天后修复裂缝的对比图(b)；

图3为同时间测点的现有隔墙板裂缝(a)和14天后修复裂缝的对比图(b)；

图4为同时间测点的再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板裂缝(a)和14天后修复 裂缝的对比图(b)；

图5为取代率为15％、取代率为25％和取代率为35％的再生混合粗细骨料载体的自 修复隔墙板裂缝示意图；

图6为实施例一中为体积掺量35％下的电子显微镜修复产物示意图。

具体实施方式

再生混合粗细骨料取自建筑垃圾，是天然骨料与水泥基水化凝结后形成的产物。所 述再生混合粗细骨料和天然混合粗细骨料相比，其表面特征有很大差异：再生混合粗细骨料表面包裹着一定量的砂浆和水泥素浆(水泥石)，其黏附的多少和程度取决于骨料 破碎的工艺、设备和原生混凝土的强度等级。破碎出来的再生混合粗细骨料颗粒表面凸 凹不平，非常粗糙、多孔隙、多棱角。与天然混合粗细骨料相比，再生混合粗细骨料中 的成分也比较复杂，除原生的天然骨料外，还含有少量的砖骨料、砂浆骨料、水泥石骨 料，其中，再生混合粗细骨料在经历垃圾分级分拣后处于被老旧砂浆包裹呈现出疏松多 孔的状态。因此所述再生混合粗细骨料附着砂浆的固有多孔性质使其有作为增强再生混 合粗细骨料载体制备自修复隔墙板的可行性，同时其较高的强度能使所述自修复隔墙板 的各项性能得到提高。混合再生粗细骨料由再生粗骨料和再生细骨料组成；再生粗骨料 粒径为5～10mm，再生细骨料粒径小于5mm；再生混合粗细骨料载体表观密度不大于 1950kg/m³，压碎指标为18.0％，含水率为1.68％，吸水率为3.93％。

本发明将传统或行业中常见的混凝土配料与自修复混合再生粗细骨料制备，传统或 行业中常见的隔墙板配料一般为水、水泥、石子和水泥，按质量比计，通常情况下的配料比为1:1.75:1.1:0.15。

本发明中提到的以混凝土中的水泥为计算基准，巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为30％-60％。水灰比为影响混凝土性能的主要因素，以水泥用量为准能够准确的较好的减小混凝土性能的制备误差；菌液体积掺量基于大量实验数据分析得出其为兼顾经济性和修复效能的最佳体积比。

巴氏芽孢杆菌(拉丁学名Bacillus pasteurii)，购自陕西省微生物研究所的巴氏芽孢杆菌菌液。

如未特别说明，本发明采用的设备均为本领域常规设备。

如未特别说明，本发明采用的材料均为市售。

实施例一：

一种具有再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板及其制备方法，包括步骤：

步骤1、制备再生混合粗细骨料、巴氏芽孢杆菌菌液和培养基溶液；水泥为PO 42.5级，密度为3100kg/m³；混合再生粗细骨料由再生粗骨料和再生细骨料组成；再生粗骨 料粒径为5～10mm，再生细骨料粒径小于5mm；再生混合粗细骨料是由再生粗骨料与 再生细骨料按照体积比1:2的配比混合而成；再生混合粗细骨料载体表观密度不大于 1950kg/m³，压碎指标为18.0％，含水率为1.68％，吸水率为3.93％。

步骤2、分为三组：按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的15％：每立方米隔墙板使用自修复混合再生粗细骨料31kg、石175.9kg、水泥305kg、硅灰31kg、水165kg，硅烷偶联剂(KH-550)3kg；

按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的25％：每立 方米隔墙板使用自修复混合再生粗细骨料51.7kg其中、天然骨料155.2kg、水泥305kg、硅灰31kg、水165kg，硅烷偶联剂(KH-550)3kg；

按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的35％：每立 方米隔墙板使用自修复混合再生粗细骨料72.4kg其中、天然骨料134.5kg、水泥305kg、硅灰31kg、水165kg，硅烷偶联剂(KH-550)3kg；

步骤3、巴氏芽孢杆菌液(拉丁学名Bacillus pasteurii)的OD值1.2，以混凝土中的 水泥为计算基准，巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为35％；购自陕西省微生物研究所。液体培养基由有机蛋白质与碳酸钠溶液及碳酸氢钠溶液混合而成，其中碳酸钠溶液及碳酸氢钠溶液与有机蛋白质的质量比为12.5％到20％，碳酸钠溶液的波美度为20到50°Bé。 取购自陕西省微生物研究所的巴氏芽孢杆菌菌液低温0～-4℃放置12小时后，先取再生 混合粗细骨料载体置于负压真空泵，再加入菌液振捣摇匀使之较均匀分布在再生骨料表 面，在真空负压为0.6Mpa条件下吸附35min，转移再生混合粗细骨料于烘箱内恒温40℃ 烘干24小时；

步骤4、将配料混合、搅拌，然后把拌合物倒入模具中制备再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板。模具的中间部分采用普通混凝土浇筑，四周采用所述自修复混凝土浇筑。自修复混凝土浇筑面积占自修复混凝土隔墙板整体面积的10％～20％(具体浇筑方 式见图1)。

如图6所示，混合再生粗细骨料使得裂缝开裂后生成的修复产物较均匀的生成，其晶体产物粒径大部分为多边形及类圆形方解石CaCO₃,紧密的排列堆叠方式很大程度提 高了修复速度及混凝土内部的强度，修复后的裂缝处有着接近未开裂时的性能表现。

如图5所示，体积掺量为15％的自修复隔墙板开裂多出现于板角，且呈现一字型延伸裂缝，裂缝长度较长，说明少量的体积掺量对裂缝的抗裂性没有很大的提升；而体积 掺量为25％的自修复隔墙板开裂多出现于板间，其开裂形式呈现Y字型或网状延伸裂纹， 这表明开裂主要是由于干缩引起，且裂缝多沿着骨料处延伸；体积掺量为35％的自修复 隔墙板开裂类似于体积掺量15％，但不同的是其裂缝延展呈现Y字及分叉式裂缝，这表 明伴随着掺量的增高，裂缝延展多沿着骨料处进行，这有利于裂缝开裂后的修复激发和 修复。

对比例一：

采用150倍裂缝观测仪对不同组试件分别进行裂缝修复记录(图2、3)，如表1所示，在7天时2组试件中的大部分表现出不同程度修复现象，相较于现有隔墙板，再生 混合粗细骨料载体的自修复隔墙板表现出微生物激发时间早、修复表征总量高的特点， 在14天时部分试件出现标记点完全愈合的良好表现；在7天时现有隔墙板几乎没有修 复表现，且随着时间的增长一直保持低效的修复进程，在28天时其修复总量约占再生 混合粗细骨料载体的自修复隔墙板的34.7％。

经过试验比较得知，上述对比例中的所述再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板在 同一时间内裂缝的闭合程度很大程度上大于现有隔墙板，可见实施例一中的再生混合粗 细骨料载体的自修复隔墙板能增强水泥基自修复效能，并增强自身力学性能，达到更佳的修复效果，具有极高的实用性和经济性。

表1 不同时间的裂缝修复进程

对比例二：

采用150倍裂缝观测仪对不同组试件分别进行裂缝修复记录，如表2所示，在7天时3组不同取代率下的试件中的大部分表现出不同程度修复现象，相较于其他两组不同 取代率的修复情况，再生混合粗细骨料载体的取代率为35％的自修复隔墙板表现出微生 物激发时间早、修复表征总量高的特点，在14天时部分试件出现标记点完全愈合的良 好表现；在7天时再生混合粗细骨料载体的取代率为15％的自修复隔墙板几乎没有修复 表现，且随着时间的增长一直保持低效的修复进程，在28天时其修复总量约占再生混 合粗细骨料载体的取代率为35％的自修复隔墙板的28.6％。在7天时再生混合粗细骨料 载体的取代率为25％的自修复隔墙板修复表现一般，且随着时间的增长一直保持低效的 修复进程，在28天时其修复总量约占再生混合粗细骨料载体的取代率为35％的自修复 隔墙板的57.8％。

表2 不同取代率下的裂缝修复进程

经过试验比较得知，上述对比例中的所述再生混合粗细骨料载体的取代率为35％的 自修复隔墙板在同一时间内裂缝的闭合程度相较于其他取代率下的修复效果为最优，并 且以此取代率为基础浇筑的所述再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板能达到最佳的自修复效能，并保证自身力学性能，具有极高的实用性和经济性。

对比例三：

采用150倍裂缝观测仪对不同组试件分别进行裂缝修复记录，如表3所示，在7天时3组不同再生粗细骨料配合比情况下的试件中的大部分表现出不同程度修复现象，相 较于其他两组不同配合比的修复情况，再生粗细骨料的配合比为1:2的自修复隔墙板表 现出微生物激发时间早、修复表征总量高的特点，在14天时部分试件出现标记点完全 愈合的良好表现；在7天时再生粗细骨料的配合比为1:1的自修复隔墙板几乎没有修复 表现，且随着时间的增长一直保持低效的修复进程，在28天时其修复总量约占再生粗 细骨料的配合比为1:2的自修复隔墙板的38.4％。在7天时再生粗细骨料的配合比为1:3 的自修复隔墙板修复表现一般，且随着时间的增长一直保持低效的修复进程，在28天 时其修复总量约占再生粗细骨料的配合比为1:2的自修复隔墙板的53.8％。

表3 再生粗细骨料不同配合比下的裂缝修复进程

经过试验比较得知，上述对比例中的所述再生粗细骨料的配合比为1:2的自修复隔 墙板在同一时间内裂缝的闭合程度相较于其他配合比下的修复效果为最优，并且以此配 合比为基础浇筑的所述再生混合粗细骨料载体的自修复隔墙板能达到最佳的自修复效能，并保证自身力学性能，具有极高的实用性和经济性。

在本实施例中，对本发明的目的、技术方案进行了进一步地详细说明，所应说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神 和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的制备方法，其特征在于，所述隔墙板的非边缘部分采用普通混凝土浇筑，隔墙板的边缘部分采用混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的配料浇筑；所述混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的配料的浇筑面积占隔墙板整体面积的10％～20％；

所述自修复隔墙板的配料包括隔墙板配料和自修复混合再生粗细骨料，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的15％～35％；自修复混合再生粗细骨料为自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的混合物，自修复再生粗骨料与自修复再生细骨料的体积比为1～1.5:2.8～3.2；巴氏芽孢杆菌菌液的OD值为1～1.5，以混凝土中的水泥为计算基准，巴氏芽孢杆菌菌液的体积掺量为30％～60％；

自修复再生粗骨料由再生粗骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成，自修复再生细骨料由再生细骨料浸渍巴氏芽孢杆菌菌液制成；

将隔墙板配料和自修复混合再生粗细骨料混合配料浇筑即得混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板。

2.根据权利要求1所述的混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的制备方法，其特征在于，按体积百分比计，自修复混合再生粗细骨料占自修复隔墙板制备原料的25％。

3.根据权利要求1或2所述的混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的制备方法，其特征在于，按质量比计，所述的隔墙板配料为石：水泥：硅灰：水＝2.0～2.5:3.0～3.2:0.2～0.3:1.5～1.55，硅烷偶联剂占水泥质量的0.8％～1.0％；

所述的水泥为PO 42.5级，密度为3100kg/m³；所述石的表观密度为2933kg/m³，吸水率为0.47％，压碎指标为6.02，部分为混合再生粗细骨料。

4.根据权利要求1或2所述的混合再生粗细骨料裂缝自修复隔墙板的制备方法，其特征在于，所述的再生粗骨料是混凝土建筑垃圾经破碎后形成的碎石料，再生粗骨料粒径为5～15mm；所述的再生细骨料为建筑垃圾中砖料的破碎物，再生细骨料粒径为0～5mm；

所述混合再生粗细骨料表观密度不大于1950kg/m³，压碎指标为18.0％，含水率为1.68％，吸水率为3.93％。

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