本发明涉及一种抗渗自修复混凝土的制备方法，属于抗渗自修复混凝土制备技术领域。
背景技术：
随着人类社会的高度发展，现代建筑对混凝土材料提出了新的挑战，要求混凝土材料不仅要承重，还应具有声、光、电、磁、热等功能，以适应多功能和智能建筑的需要。修复混凝土是现在最广泛使用的建筑材料和结构材料，修复混凝土由于结构本身的组成成分及其承载力特点，其内部往往存在一些原始的微裂缝，在其服役期间，随着荷载的变化和时间的推移，其内部的裂纹会扩展成裂缝，甚至延展至表面导致混凝土材料开裂，在形成贯通裂缝后，混凝土容易遭受外界环境和各种有害因素的侵蚀和破坏，如钢筋锈蚀，碳化，氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀等，最终导致混凝土材料的开裂，破坏，不满足使用要求，严重影响混凝土材料的耐久性。自20世纪90年代中期，国内外先后开展了功能型和智能型水泥基材料的研究，并取得了一些有价值的成果，如相继出现的水泥基导电复合材料，水泥基磁性复合材料，能够屏蔽磁场和电磁波的水泥基复合材料，材料应力、应变和损伤自检测水泥基复合材料和温度自测水泥基复合材料。但是，如何使用混凝土及其结构能够自动适应环境，在受到损伤后自行愈合，以及对自修复混凝土的机理研究，现只有美国、日本等少数国家处于实验室探索阶段，尚未取得具有实用意义的研究成果。但是，目前混凝土在使用中易受外界环境的侵蚀和破坏，使它在抗渗性与稳定性方面较差，自修复能力有待提高。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对传统混凝土修复过程中多采用高分子修复剂，其存在不耐久、容易老化、易遭受外界环境的侵蚀和破坏的问题，提供了一种抗渗自修复混凝土的制备方法；本发明以多羟基的油菜花粉作为晶核，将其与尿素溶液、氢氧化钙溶液在氮气加压环境下加热使尿素水解释放二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙结晶吸附在花粉晶核上，制得自修复填料，再用糯米培养微生物和自修复填料及粗细骨料等其他辅料复配后即得混凝土，本发明制得混凝土一旦发生开裂，处于休眠状态的微生物便恢复期新陈代谢功能产出二氧化碳，在有水的情况下和花粉碳酸钙晶体发生反应，继续形成碳酸钙结晶，从而使晶核不断生长变大直至将混凝土缝隙完全封堵住，实现了混凝土的抗渗自修复功能，具有广阔的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）收集200～300g油菜花花粉将其倒入2～4L质量分数为10～15%的尿素溶液中，用超声分散仪以200～300W功率超声分散30～50min，得到花粉混悬液，再向上述花粉混悬液中滴入250～350mL质量浓度为1.0～1.2g/L氢氧化钙溶液，继续搅拌混合15～20min得到反应液；
（2）将上述反应液移入高压反应釜中，向釜中以3～5mL/s的速率通入氮气直至釜内压力达到2.0～2.3MPa并升温至75～80℃，启动反应釜搅拌器，以200～300r/min转速保温保压搅拌反应2～3h；
（3）待上述反应结束后，打开反应釜泄压阀，待釜内压力恢复至常压后取出反应釜中产物，用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到下层沉淀，将沉淀放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到自修复填料，备用；
（4）将蒸笼洗净后用桑叶垫底，在桑叶上平铺糯米，铺设厚度为2～3cm，铺设完成后将蒸笼移入蒸锅中蒸制40～50min，蒸制结束后取出熟糯米，将其移入竹筛中，待其自然冷却至室温后移入发酵罐中，按接种量为10%向熟糯米上接入嗜碱芽孢杆菌，在30～40℃下自然发酵3～5天，得到发酵产物；
（5）按重量份数计，称取100～120份水泥、50～60份河砂、10～20份备用的自修复填料、15～20份上述制得的发酵产物、3～5份聚乙烯醇、3～5份粉煤灰、200～300份50目的碎石和150～200份去离子水依次装入混凝土搅拌机中，以80～100r/min转速在45～55℃下搅拌120～150s后出料，即得抗渗自修复混凝土。
本发明的应用方法是：将本发明所得抗渗自修复混凝土铺设于厂矿道路，铺设厚度为12～15cm，用塑料布覆盖养护2～3天，再自然养护28～30天，即可。经检测，路面养护结束后抗渗压力提高30～35%，平均抗压强度提高15～20%，使用8～10年，未产生新的裂缝和裂隙，且抗渗效果明显，可对混凝土裂缝进行自行修补。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的制备方法简单，所制成的抗渗自修复混凝土抗渗防水性能高效、持久，且提高了抗渗能力和抗压能力；
（2）本发明所得抗渗自修复混凝土应用于混凝土裂痕，可防止其扩张，易主动、自动地对裂纹和损伤部位进行修复，恢复甚至提高混凝土材料的强度以达到延长混凝土使用寿命地目的。
具体实施方式
收集200～300g油菜花花粉将其倒入2～4L质量分数为10～15%的尿素溶液中，用超声分散仪以200～300W功率超声分散30～50min，得到花粉混悬液，再向上述花粉混悬液中滴入250～350mL质量浓度为1.0～1.2g/L氢氧化钙溶液，继续搅拌混合15～20min得到反应液；将上述反应液移入高压反应釜中，向釜中以3～5mL/s的速率通入氮气直至釜内压力达到2.0～2.3MPa并升温至75～80℃，启动反应釜搅拌器，以200～300r/min转速保温保压搅拌反应2～3h；待上述反应结束后，打开反应釜泄压阀，待釜内压力恢复至常压后取出反应釜中产物，用卧式离心机以2000～3000r/min转速离心处理15～20min，分离得到下层沉淀，将沉淀放入烘箱，在105～110℃下干燥1～2h，得到自修复填料，备用；将蒸笼洗净后用桑叶垫底，在桑叶上平铺糯米，铺设厚度为2～3cm，铺设完成后将蒸笼移入蒸锅中蒸制40～50min，蒸制结束后取出熟糯米，将其移入竹筛中，待其自然冷却至室温后移入发酵罐中，按接种量为10%向熟糯米上接入嗜碱芽孢杆菌，在30～40℃下自然发酵3～5天，得到发酵产物；按重量份数计，称取100～120份水泥、50～60份河砂、10～20份备用的自修复填料、15～20份上述制得的发酵产物、3～5份聚乙烯醇、3～5份粉煤灰、200～300份50目的碎石和150～200份去离子水依次装入混凝土搅拌机中，以80～100r/min转速在45～55℃下搅拌120～150s后出料，即得抗渗自修复混凝土。
实例1
收集200g油菜花花粉将其倒入2L质量分数为10%的尿素溶液中，用超声分散仪以200W功率超声分散30min，得到花粉混悬液，再向上述花粉混悬液中滴入250mL质量浓度为1.0g/L氢氧化钙溶液，继续搅拌混合15min得到反应液；将上述反应液移入高压反应釜中，向釜中以3mL/s的速率通入氮气直至釜内压力达到2.0MPa并升温至75℃，启动反应釜搅拌器，以200r/min转速保温保压搅拌反应2h；待上述反应结束后，打开反应釜泄压阀，待釜内压力恢复至常压后取出反应釜中产物，用卧式离心机以2000r/min转速离心处理15min，分离得到下层沉淀，将沉淀放入烘箱，在105℃下干燥1h，得到自修复填料，备用；将蒸笼洗净后用桑叶垫底，在桑叶上平铺糯米，铺设厚度为2cm，铺设完成后将蒸笼移入蒸锅中蒸制40min，蒸制结束后取出熟糯米，将其移入竹筛中，待其自然冷却至室温后移入发酵罐中，按接种量为10%向熟糯米上接入嗜碱芽孢杆菌，在30℃下自然发酵3天，得到发酵产物；按重量份数计，称取100份水泥、50份河砂、10份备用的自修复填料、15份上述制得的发酵产物、3份聚乙烯醇、3份粉煤灰、200份50目的碎石和150份去离子水依次装入混凝土搅拌机中，以80r/min转速在45℃下搅拌120s后出料，即得抗渗自修复混凝土。
将本发明所得抗渗自修复混凝土铺设于厂矿道路，铺设厚度为12cm，用塑料布覆盖养护2天，再自然养护28天，即得混凝土铺设的路面。经检测，路面养护结束后抗渗压力提高30%，平均抗压强度提高15%，使用8年，未产生新的裂缝和裂隙，且抗渗效果明显，可对混凝土裂缝进行自行修补。
实例2
收集300g油菜花花粉将其倒入4L质量分数为15%的尿素溶液中，用超声分散仪以300W功率超声分散50min，得到花粉混悬液，再向上述花粉混悬液中滴入350mL质量浓度为1.2g/L氢氧化钙溶液，继续搅拌混合20min得到反应液；将上述反应液移入高压反应釜中，向釜中以5mL/s的速率通入氮气直至釜内压力达到2.3MPa并升温至80℃，启动反应釜搅拌器，以300r/min转速保温保压搅拌反应3h；待上述反应结束后，打开反应釜泄压阀，待釜内压力恢复至常压后取出反应釜中产物，用卧式离心机以3000r/min转速离心处理20min，分离得到下层沉淀，将沉淀放入烘箱，在110℃下干燥2h，得到自修复填料，备用；将蒸笼洗净后用桑叶垫底，在桑叶上平铺糯米，铺设厚度为3cm，铺设完成后将蒸笼移入蒸锅中蒸制50min，蒸制结束后取出熟糯米，将其移入竹筛中，待其自然冷却至室温后移入发酵罐中，按接种量为10%向熟糯米上接入嗜碱芽孢杆菌，在40℃下自然发酵5天，得到发酵产物；按重量份数计，称取120份水泥、60份河砂、20份备用的自修复填料、20份上述制得的发酵产物、5份聚乙烯醇、5份粉煤灰、300份50目的碎石和200份去离子水依次装入混凝土搅拌机中，以100r/min转速在55℃下搅拌150s后出料，即得抗渗自修复混凝土。
将本发明所得抗渗自修复混凝土铺设于厂矿道路，铺设厚度为15cm，用塑料布覆盖养护3天，再自然养护30天，即得混凝土铺设的路面。经检测，路面养护结束后抗渗压力提高35%，平均抗压强度提高20%，使用9年，未产生新的裂缝和裂隙，且抗渗效果明显，可对混凝土裂缝进行自行修补。
实例3
收集250g油菜花花粉将其倒入3L质量分数为13%的尿素溶液中，用超声分散仪以250W功率超声分散40min，得到花粉混悬液，再向上述花粉混悬液中滴入300mL质量浓度为1.1g/L氢氧化钙溶液，继续搅拌混合18min得到反应液；将上述反应液移入高压反应釜中，向釜中以4mL/s的速率通入氮气直至釜内压力达到2.1MPa并升温至78℃，启动反应釜搅拌器，以250r/min转速保温保压搅拌反应3h；待上述反应结束后，打开反应釜泄压阀，待釜内压力恢复至常压后取出反应釜中产物，用卧式离心机以2500r/min转速离心处理18min，分离得到下层沉淀，将沉淀放入烘箱，在108℃下干燥2h，得到自修复填料，备用；将蒸笼洗净后用桑叶垫底，在桑叶上平铺糯米，铺设厚度为3cm，铺设完成后将蒸笼移入蒸锅中蒸制45min，蒸制结束后取出熟糯米，将其移入竹筛中，待其自然冷却至室温后移入发酵罐中，按接种量为10%向熟糯米上接入嗜碱芽孢杆菌，在35℃下自然发酵4天，得到发酵产物；按重量份数计，称取110份水泥、55份河砂、15份备用的自修复填料、18份上述制得的发酵产物、4份聚乙烯醇、4份粉煤灰、250份50目的碎石和180份去离子水依次装入混凝土搅拌机中，以90r/min转速在50℃下搅拌135s后出料，即得抗渗自修复混凝土。
将本发明所得抗渗自修复混凝土铺设于厂矿道路，铺设厚度为17cm，用塑料布覆盖养护3天，再自然养护29天，即得混凝土铺设的路面。经检测，路面养护结束后抗渗压力提高33%，平均抗压强度提高18%，使用10年，未产生新的裂缝和裂隙，且抗渗效果明显，可对混凝土裂缝进行自行修补。