一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒及其制备方法与应用

本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒及其制备方法与应用。

背景技术：

1、混凝土是世界使用最广泛的建筑材料，占全球人为co2排放量的6-10％；硅酸盐水泥是混凝土的主要成分，也是混凝土碳排放的主要来源，水泥生产过程中的co2排放主要源于熟料生产过程，其中石灰石煅烧产生生石灰的过程所排放的co2约占全生产过程碳排放总量的55-70％；高温煅烧过程需要燃烧燃料，产生的co2约占全生产过程碳排放总量的25-40％。

2、通过掺入矿物掺合料(粉煤灰、高炉矿渣、膨胀材料、土工材料、晶体和化学添加剂)可以替代水泥减少co2排放并能显著提高自愈能力。但是，现有的掺和料自修复多为无机物，固碳效率较低，且尚无使用有机物进行固碳自修复；另一方面，现有的碳酸钠浸泡陶粒作为掺和料的方法是人为的补充碳源去产生碳酸根离子，无法减少环境中的co2，甚至当碳酸钠过多存在未被消耗时，在焚毁后也会造成co2的过多排放；并且，陶粒的孔隙有限，孔隙率过大强度会降低，过小则无法携带足够的碳酸钠，且陶粒中的碳酸钠溶液在试样生产过程中会大量的流失。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒及其制备方法与应用，旨在解决现有自愈颗粒无法通过吸收环境中的co2实现裂缝自修复以及无机自愈颗粒固碳效率低的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，由内至外依次包括内核、有机固化层、外壳；

4、所述内核为固态二乙醇胺与氧化钙的混合物；所述外壳为水泥粉与氧化钙的混合物。

5、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其中，所述固态二乙醇胺由硬脂酸钠和二乙醇胺混合得到。

6、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其中，所述有机固化层为环氧树脂固化层。

7、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其中，所述有机自愈颗粒的粒径为11-15mm。

8、一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其中，包括步骤：

9、将硬脂酸和氢氧化钠分别与二乙醇胺进行混合，得到第一混合液和第二混合液；

10、将所述第一混合液和所述第二混合液进行混合，得到固态二乙醇胺；

11、将所述固态二乙醇胺与氧化钙进行混合，得到内核；

12、将环氧树脂、固化剂、丁基缩水甘油醚进行混合，得到有机固化层溶液；

13、利用所述有机固化层溶液对所述内核进行包裹，得到预制颗粒；

14、将所述预制颗粒在水泥粉和氧化钙的混合粉中进行滚粉，得到有机自愈颗粒。

15、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其中，所述环氧树脂、固化剂、丁基缩水甘油醚的质量比为1:1:0.1。

16、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其中，所述内核中，所述氧化钙的质量占所述内核总质量的3/10-1/2。

17、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其中，所述混合粉中，所述氧化钙的质量占所述混合粉总质量的1/3-1/2。

18、所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其中，将所述预制颗粒在水泥粉和氧化钙的混合粉中进行滚粉后，还包括：对滚粉后的预制颗粒存储于20-25℃的干燥箱中固化3-7天。

19、一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒在混凝土中的应用。

20、有益效果：本发明提供一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒及其制备方法与应用，所述有机自愈颗粒由内至外依次包括内核、有机固化层、外壳；所述内核为固态二乙醇胺与氧化钙的混合物；所述外壳为水泥粉与氧化钙的混合物。本发明利用水泥粉与氧化钙的混合物作为外壳，使得其与有机固化层形成的界面过渡区结合性与强度更合理，让裂缝出现时自愈颗粒在混凝土中能够正常破碎；而利用固态二乙醇胺与氧化钙的混合物作为内核，当裂缝产生时，氧化钙与水反应产生氢氧根离子与钙离子，二乙醇胺与水和环境中的co2反应产生的碳酸氢根离子会与氢氧根离子和钙离子生成碳酸钙沉淀，碳酸氢根离子结合促进反应正向移动，最后生成充分的碳酸钙沉淀填充裂缝；并且，二乙醇胺与除碳酸钙之外的副产物都溶于水，使得裂缝处的自愈颗粒逐渐溶于水中瓦解，继续吸收co2反应，直至裂缝填充完毕。因此，本发明利用二乙醇胺吸收co2达到绿色固碳并用产物实现自修复的目的，将二乙醇胺从液态改性到固态，以提供基本的强度和满足孔隙率，同时混合固态二乙醇胺与氧化钙膨胀剂协同作用，实现固碳与后期裂缝自修复。

技术特征：

1.一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其特征在于，由内至外依次包括内核、有机固化层、外壳；

2.根据权利要求1所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其特征在于，所述固态二乙醇胺由硬脂酸钠和二乙醇胺混合得到。

3.根据权利要求1所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其特征在于，所述有机固化层为环氧树脂固化层。

4.根据权利要求1所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒，其特征在于，所述有机自愈颗粒的粒径为11-15mm。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其特征在于，所述环氧树脂、固化剂、丁基缩水甘油醚的质量比为1:1:0.1。

7.根据权利要求5所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其特征在于，所述内核中，所述氧化钙的质量占所述内核总质量的3/10-1/2。

8.根据权利要求5所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其特征在于，所述混合粉中，所述氧化钙的质量占所述混合粉总质量的1/3-1/2。

9.根据权利要求5所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒的制备方法，其特征在于，将所述预制颗粒在水泥粉和氧化钙的混合粉中进行滚粉后，还包括：对滚粉后的预制颗粒存储于20-25℃的干燥箱中固化3-7天。

10.一种如权利要求1-4任一项所述的用于裂缝自修复的有机自愈颗粒在混凝土中的应用。

技术总结
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种用于裂缝自修复的有机自愈颗粒及其制备方法与应用，有机自愈颗粒由内至外依次包括内核、有机固化层、外壳；内核为固态二乙醇胺与氧化钙的混合物；外壳为水泥粉与氧化钙的混合物。利用固态二乙醇胺与氧化钙的混合物作为内核，当裂缝产生时，氧化钙与水反应产生氢氧根离子与钙离子，二乙醇胺与水和环境中的CO<subgt;2</subgt;反应产生的碳酸氢根离子会与氢氧根离子和钙离子生成碳酸钙沉淀，碳酸氢根离子结合促进反应正向移动，最后生成充分的碳酸钙沉淀填充裂缝；通过利用二乙醇胺吸收CO<subgt;2</subgt;达到绿色固碳并用产物实现自修复的目的，同时混合固态二乙醇胺与氧化钙膨胀剂协同作用，实现固碳与后期裂缝自修复。

技术研发人员：王险峰,幸运,符致鹏,邢锋
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14