本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂的制备方法。
背景技术：
随着我国城镇化加速与工业化的快速发展，许多城市的政府部门高度重视屋顶绿化建设，以解决城市建筑面积不断增加和“城市热岛”效应日益严重等问题。屋顶绿化是指不与自然土层相连接的各类建筑物、构筑物等的顶部以及天台、露台的绿化。屋顶的绿化有助于增加城市绿地面积，改善城市生态环境。目前我国屋顶绿化大多采用有机柔性组分阻根材料，后期维护成本高，很难做到与建筑同等寿命，尤其当混凝土产生微裂纹后防水性能大大较低，植物根茎能够深入裂缝中破坏屋面结构，混凝土产生裂缝后会降低结构的承载能力及防水性能。自愈型混凝土能够在混凝土产生裂缝后自行感知修补，节约大量维修成本，在裂缝形成初期便可进行自愈，大大提高了混凝土结构的使用寿命。
铜尾矿又称铜尾砂，是目标组分铜含量最低的部分。在我国铜尾矿的产量极大，大多作为废弃物处理，对环境造成巨大压力的同时，浪费了大量资源。因此开发一种能够有效利用铜尾矿的抗裂-自愈-阻根功能型添加剂对于屋顶绿化具有重要意义。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
一种混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将100质量份铜尾矿、400-500质量份水和1-2质量份助磨剂混合置于湿磨机中以400-450rps的转速湿磨至中值粒径为50-100nm的纳米铜尾矿；
步骤2、取50质量份壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份的戊二醛溶液，在45-55度恒温水浴搅拌10min；
步骤3、将步骤1中的纳米铜尾矿取5-10质量份加入步骤2溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
所述步骤1中的铜尾矿初始粒径为10-20μm。
所述步骤1中的助磨剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、脂肪族减水剂中的一种。
所述步骤2中的壳聚糖为脱乙酰度90-95％，浓度为2-3％(g/ml)。
所述步骤2中的戊二醛分子量为100.12，浓度为0.25-0.4mol/l。
组分中添加了壳聚糖，其分子链上的氨基使得制备出的高吸水树脂具有良好的ph离子响应性，在水泥基碱性环境中具有较低的吸水倍率，能够在混凝土水化消耗水分后，内部相对湿度降低时，向基体补充水分从而减小混凝土的自收缩，增大体积稳定性，并且一旦结构开裂产生微裂纹，高吸水树脂处于中性环境中，其分子链上的氨基由于h+发生电离生成-nh3+，壳聚糖上的-nh3+之间发生静电排斥使得渗透压增大，吸水倍率大幅提高，快速吸水溶胀，封堵孔隙，从而达到混凝土自愈合的目的。
组分中添加了纳米铜尾矿，对高吸水树脂进行纳米改性，在树脂合成过程中将纳米铜尾矿吸附于三维交联网络中提高了凝胶的强度，从而提高吸水树脂在愈合过程中的使用寿命。并且纳米铜尾矿使高吸水树脂具有优异的阻根效果，阻止植物根茎深入裂缝中破坏屋面结构，显著提升了混凝土开裂后承载能力及防水性能。
本发明具有如下优点：
(1)壳聚糖使得高吸水树脂具有ph敏感性，在水泥基碱性环境中具有较低的吸水倍率，能够在混凝土水化消耗水分后，内部相对湿度降低时，向基体补充水分从而减小混凝土的自收缩，增大体积稳定性。
(2)当混凝土结构开裂产生微裂纹，壳聚糖高吸水树脂在中性环境中吸水倍率大幅提高，快速吸水溶胀，封堵孔隙，从而达到混凝土自愈合的目的。
(3)掺入工业固废铜尾矿可以合理利用资源，不仅有效提高吸水树脂的强度、延长其使用寿命，而且起到了优异的阻根效果。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1
1)将100质量份铜尾矿、500质量份水和1质量份助磨剂混合置于湿磨机中以400rps的转速湿磨至中值粒径100nm得纳米铜尾矿；
2)取50质量份2％(g/ml)壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份0.25mol/l的戊二醛溶液，在45度恒温水浴搅拌10min；
3)将步骤1)中的纳米铜尾矿取5质量份加入步骤2)溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
实施例2
1)将100质量份铜尾矿、480质量份水和1.2质量份助磨剂混合置于湿磨机中以420rps的转速湿磨至中值粒径85nm得纳米铜尾矿；
2)取50质量份2.2％(g/ml)壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份0.28mol/l的戊二醛溶液，在48度恒温水浴搅拌10min；
3)将步骤1)中的纳米铜尾矿取6质量份加入步骤2)溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
实施例3
1)将100质量份铜尾矿、450质量份水和1.4质量份助磨剂混合置于湿磨机中以430rps的转速湿磨至中值粒径70nm得纳米铜尾矿；
2)取50质量份2.5％(g/ml)壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份0.3mol/l的戊二醛溶液，在50度恒温水浴搅拌10min；
3)将步骤1)中的纳米铜尾矿取8质量份加入步骤2)溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
实施例4
1)将100质量份铜尾矿、400质量份水和2质量份助磨剂混合置于湿磨机中以440rps的转速湿磨至中值粒径62nm得纳米铜尾矿；
2)取50质量份2.8％(g/ml)壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份0.35mol/l的戊二醛溶液，在53度恒温水浴搅拌10min；
3)将步骤1)中的纳米铜尾矿取9质量份加入步骤2)溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
实施例5
1)将100质量份铜尾矿、400质量份水和2质量份助磨剂混合置于湿磨机中以450rps的转速湿磨至中值粒径50nm得纳米铜尾矿；
2)取50质量份3％(g/ml)壳聚糖溶液放入转速为300r/min电磁搅拌器中，在搅拌过程中加入10质量份0.4mol/l的戊二醛溶液，在55度恒温水浴搅拌10min；
3)将步骤1)中的纳米铜尾矿取10质量份加入步骤2)溶液中继续恒温水浴1h，冷冻干燥24h后即得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂。
使用上述实施例制得混凝土用抗裂-自愈-阻根功能型添加剂配制c30混凝土性能如下表1所示。
表1.抗裂-自愈-阻根功能型添加剂各项性能及c30混凝土性能测试结果
由表1数据可以看出，随着壳聚糖溶液与戊二醛溶液浓度升高，吸水树脂吸水倍率不断增高，增加了混凝土内养护效果，当混凝土水化消耗水分后，内部相对湿度降低时，向基体补充水分从而减小混凝土的自收缩，增大体积稳定性。结构开裂后，高吸水树脂处于中性环境中，其分子链上的氨基由于h+发生电离生成-nh3+，壳聚糖上的-nh3+之间发生静电排斥使得渗透压增大，吸水倍率大幅提高，快速吸水溶胀，封堵孔隙，随着吸水树脂吸水倍率增高，愈合宽度逐渐增大。同时由于纳米铜尾矿的加入，混凝土具有良好的阻根效果。
本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。