CN116283003B - 一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。所述材料按重量百分比计，包括以下原料：45～53％疏水二氧化硅气凝胶粉体、11.3～13.2％包衣液、32～34.6％三羟甲基甲胺基丙磺酸、2～7％沸石、0.03～0.05％交联剂以及0.5～1％引发剂；其中，所述包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体。所述制备方法如下将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅的温度以及包衣液的供给速率，包衣设定时间后取出干燥，得到包衣晶体G；将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并放入进行酸处理的沸石，在搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应设定时间后得到复合物H；将复合物H取出后干燥、过滤，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

Description

一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法。

背景技术

混凝土是目前土木工程领域应用最广泛的建筑材料之一，其具有原料来源广泛、价格低廉、建筑性能卓越等优点，因此广泛应用在道路桥梁、水工结构、房屋建筑等领域。且随着城镇化的不断推进，市面上对水泥和混凝土材料的需求量仍非常巨大。然而，混凝土本身物理结构是多孔性的，水分沿微孔渗入混凝土内部，在寒冷天气下结冰胀大导致混凝土开裂，在温度变化引起的反复冻融循环下，混凝土会发生严重破裂，致使混凝土的结构性能大幅降低。并且混凝土内部相对湿度较低，早期养护不足易因自收缩作用而发生较大变形，从而导致混凝土内部裂缝的产生以及开裂，混凝土的力学性能和耐久性降低。因此，需要采取一定的管养措施来使得混凝土具有一定的疏水性能，减少混凝土冻融破坏和结冰现象的发生，且提高混凝土内部湿度，控制水分蒸发，促进水泥的最大程度水化。

目前大部分的混凝土工程中所使用的疏水方式和养护方式分别为混凝土疏水涂层和外养护技术。其中疏水涂层是指将疏水涂层包裹混凝土，将混凝土与水隔离。但是这种“密封包裹”的涂层不仅表面微结构脆弱，耐久性较差，经摩擦和碰撞易破损，而且疏水涂层和混凝土之间的粘附力问题，涂层不易牢固粘附在混凝土表面，易剥落，混凝土疏水效果不佳。外养护技术指就在混凝土的表层覆盖湿草袋就在混凝土的表层覆盖湿草袋、塑料薄膜、直接喷水等养护技术。这种“由外而内”的外养护技术，不仅会耗费大量的人力、财力的物力，而且外界的水分难以到达混凝土的内部，导致养护不均匀，不能有效的缓解混凝土自收缩，减少混凝土的内部微裂缝产生。

为了有效的改善混凝土生命长周期内抗冻、结冰及养护过程中的收缩开裂问题，提高混凝土的强度和耐久性，内掺型混凝土疏水材料及内养护技术越来越成为目前的研究热点。整体超疏水混凝土是指在混凝土内加入有机试剂进行低表面能改性并对其表面构造粗糙结构，使混凝土具有整体疏水性。其作用机理是通过表面能改性，使混凝土表面的亲水单体转换为疏水单体，使得混凝土表面接触角增大，致使水无法浸润混凝土，阻止水渗透到混凝土中，减少冻融破坏和表面结冰现象。混凝土的内养护是指在混凝土的拌合过程中预浸轻集料或加入一种具有吸水性的高分子材料作为内部养护材料。其作用原理是通过在混凝土内部蓄存一部分水，从而调整混凝土内部的湿度分布，保证混凝土水化过程的需水量，促进水化，使得混凝土更加密实，提高混凝土的强度，减少混凝土的开裂。

目前市面上使用的超疏水改性材料和内养护材料随能在一定程度上提高混凝土的疏水效果及养护效果，但是由于疏水材料与内养护材料的大量加入使得混凝土的强度降低，使混凝土的工作性变差。且由于混凝土疏水与内养护的作用机理相悖，无法保证内掺材料同时具有疏水性能及内养护作用，对解决混凝土抗冻性能及开裂问题，提高混凝土的耐久性作用效果不明显。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法，保证了混凝土在长周期内即能通过内样护减少自收缩又能通过疏水改性具备疏水性能，解决了混凝土强度和耐久性降低的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料，按重量百分比计，混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备原料包括：45～53％疏水二氧化硅气凝胶粉体、11.3～13.2％包衣液、32～34.6％三羟甲基甲胺基丙磺酸、2～7％沸石、0.03～0.05％交联剂以及0.5～1％引发剂。

本发明进一步，按重量百分比计，所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备原料包括：

15～25％正硅酸乙酯、15～20％聚二乙氧基硅氧烷、13～18％乙醇、12～17％去离子水、0.8～1.2％氨水、8～15％间苯二甲酸、10～15％二甲基二氯硅烷以及13～18％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液的制备原料包括：

35～45％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、11～15％六甲基二硅胺基锂、4.5～8.1％柠檬酸三乙酯、37～43％硬脂酸镁以及0.5～0.9％二甲基硅油。

本发明进一步，所述交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑组成；其中，所述2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑的质量比为(1.7～2.2)：1；

所述引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯或过氧化苯甲酸叔丁酯中的任意一种。

本发明还提供了一种根据任意一项所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体，包衣设定时间后取出干燥，得到包衣晶体G；

S2：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并放入进行酸处理的沸石，在搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应设定时间后得到复合物H；

S3：将复合物H取出后干燥、过滤，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

本发明进一步，所述S1中，所述包衣锅的温度为20～25℃，所述包衣液的供给速率为15～25g/min/kg，所述包衣设定时间为45～60min；所述S2中，所述反应设定时间为0.5～1.5h。

本发明进一步，所述疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程如下：

S11：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水混合均匀，得到混合液，再将间苯二甲酸加入混合液中，搅拌后进行水解，得到水解混合液A；

S12：在水解混合液A加入氨水，混合搅拌后静置得到凝胶B；

取二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷混合得到混合液C，将乙醇与混合液C混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B进行表面老化，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

S13：将疏水改性的二氧化硅凝胶E洗涤、放置后进行烘干，冷却、研磨后过筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本发明进一步，所述S11中，所述间苯二甲酸的浓度为7～10mol/L。

本发明进一步，所述S12中，所述氨水的浓度为15～20％；

所述二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷的质量比为1：(0.7～1.2)；所述乙醇与混合液C的质量比为(1.8～2.6)：1；所述表面老化的时间为12～24h；

所述S13中，所述洗涤的次数为2次以上，所述洗涤采用乙醇进行洗涤；所述过筛采用500～1000目筛。

本发明进一步，所述包衣液的制备过程如下：

S21：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次加入去离子水中后搅拌直至呈细流状，得到混悬液A；

S22：在混悬液A中加入六甲基二硅胺基锂溶液后搅拌，再加入二甲基硅油并搅拌，得到胶乳状水分散体B；

S23：将胶乳状水分散体B过滤，得到过滤后的水分散体C；将硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合得到混合液，将混合液加入去离子水中，进行匀化，而后加入二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

S24：将硬脂酸镁悬浮液D加入至水分散体C中并搅拌，得到混悬液E，将混悬液E过滤，得到包衣液。

本发明进一步，所述S21中，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：(1.7～2.0)；

所述S22中，所述六甲基二硅胺基锂溶液的浓度为0.8～1.2mol/L；

所述S23中，所述过滤采用30～60的目筛进行过滤；所述混合液中的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯的质量比为(1.8～2)：1；所述混合液与去离子水的质量比为1：(2.5～3.9)；所述匀化的时间为5～10min；

所述S24中，所述混悬液E的固液比为20～25％，所述混悬液E过滤采用30～60的目筛。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料，所述材料中的疏水二氧化硅气凝胶粉体具有较强的疏水性，能够显著提高混凝土的疏水性能，且三羟甲基甲胺基丙磺酸由于磺基的存在具有极强的亲水性，能较易的与包衣进行接枝并形成空间交联结构，使制备的亲疏水一体材料对水泥混凝土的强度、耐久性以及使用寿命均有很大的贡献。所述的亲疏水一体管养材料由包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体，包衣外表面接枝亲水性的长链空间交联聚合物，能够储存大量的水。所述亲疏水一体管养材料掺入混凝土内部既能作为内养护材料发挥作用，减少混凝土的自收缩，又能在混凝土养护完成后发挥疏水作用使混凝土具有疏水性，提高混凝土的耐久性。

本发明所述亲疏水一体管养材料不仅可以显著改善混凝土的自收缩导致的开裂问题和混凝土的疏水性能，提高拌合后混凝土的工作性能，而且该材料的掺入不会降低混凝土的强度。本发明制备的亲疏水一体管养材料对混凝土的强度、耐久性以及使用寿命都有很大的贡献。

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法通过疏水二氧化硅气凝胶粉体和聚乳酸-羟基乙酸共聚物配制的包衣液结合制备混凝土长周期亲疏水一体管养材料，其中，疏水二氧化硅气凝胶粉体的疏水作用，在一定程度上可以使混凝土内部的均匀分布疏水气凝胶，保证了混凝土在内部整体具有疏水性能；聚乳酸-羟基乙酸共聚物不仅能很好的解决疏水二氧化硅气凝胶粉体的包裹问题，而且在混凝土内部碱性条件下可实现定时释放内部疏水材料，其表面可接枝亲水聚合物形成交联结构储存一定量的水，实现混凝土内样护。

本发明进一步，制备疏水二氧化硅气凝胶粉体，其原料正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷作为硅源反应后在二氧化硅气凝胶表面生成大量的羟基，而二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氧烷与表面羟基反应，消除表面羟基并接上疏水的甲基，因此制备的疏水二氧化硅气凝胶粉体其疏水性增加。而包衣所用的聚乳酸-羟基乙酸共聚物配制的包衣液不仅可以在疏水二氧化硅气凝胶粉体形成均匀的包衣，而且其表面可接枝高亲水性的三羟甲基甲胺基丙磺酸并形成交联网络的骨架，能够显著地提高有机高分子的亲水性。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料及其制备方法。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

本发明提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料，所述混凝土长周期亲疏水一体管养材料包括以下原料：三羟甲基甲胺基丙磺酸、沸石、交联剂和引发剂、包衣液及疏水二氧化硅气凝胶粉体；

作为可选方案，所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：45～53％疏水二氧化硅气凝胶粉体、11.3～13.2％包衣液、32～34.6％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，2～7％的沸石，0.03～0.05％的交联剂，0.5～1％的引发剂，原料的重量分数之和为100％。疏水二氧化硅气凝胶粉体具有较强的疏水性，用于提高混凝土的疏水性能；三羟甲基甲胺基丙磺酸由于磺基的存在具有极强的亲水性，能较易的与包衣进行接枝并形成空间交联结构，使制备的亲疏水一体材料对水泥混凝土的强度、耐久性以及使用寿命均有很大的贡献。

所述的亲疏水一体管养材料由包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体，包衣外表面接枝亲水性的长链空间交联聚合物，能够储存大量的水。所述亲疏水一体管养材料掺入混凝土内部既能作为内养护材料发挥作用，减少混凝土的自收缩，又能在混凝土养护完成后发挥疏水作用使混凝土具有疏水性，提高混凝土的耐久性。

其中，所述的交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照质量比1.7～2.2：1混合而成；

所述包衣液，包括以下原料：聚乳酸-羟基乙酸共聚物、六甲基二硅胺基锂、柠檬酸三乙酯、硬脂酸镁、二甲基硅油；所述的引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯或过氧化苯甲酸叔丁酯二者选其一。

作为可选方案，所述的包衣液，以重量百分比计，由以下原料制成：35～45％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、11～15％六甲基二硅胺基锂、4.5～8.1％柠檬酸三乙酯、37～43％硬脂酸镁、0.5～0.9％二甲基硅油，原料的重量分数之和为100％。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入1.7～2.0倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌5～10min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加0.8～1.2mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌20～25min，再滴加2～3滴二甲基硅油进行搅拌5～10min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用30～60目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比1.8～2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入2.5～3.9倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化5～10min，加入2～3滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为20～25％混悬液E，将混悬液E用30～60目筛过滤，得到包衣液F。

包衣所用的聚乳酸-羟基乙酸共聚物配制的包衣液不仅可以在疏水二氧化硅气凝胶粉体形成均匀的包衣，而且其表面可接枝高亲水性的三羟甲基甲胺基丙磺酸并形成交联网络的骨架，能够显著地提高有机高分子的亲水性。聚乳酸-羟基乙酸共聚物不仅能很好的解决疏水二氧化硅气凝胶粉体的包裹问题，而且在混凝土内部碱性条件下可实现定时释放内部疏水材料。其表面可接枝亲水聚合物形成交联结构储存一定量的水，实现混凝土内样护。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体，包括以下原料：正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇、去离子水、氨水、间苯二甲酸、二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氧烷。

作为可选方案，所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体，以重量百分比计，由以下原料制成：15～25％正硅酸乙酯，15～20％聚二乙氧基硅氧烷，13～18％乙醇，12～17％去离子水，0.8～1.2％氨水，8～15％间苯二甲酸，10～15％二甲基二氯硅烷，13～18％六甲基二硅氧烷，原料的重量分数之和为100％。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；用正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇、去离子水、氨水、间苯二甲酸、二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氧烷制备疏水二氧化硅气凝胶粉体。

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为7～10mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15～30min，置于室温中水解0.8～1.5h得到水解混合液A；正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷作为硅源反应后在二氧化硅气凝胶表面生成大量的羟基。

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为15～20％的氨水，搅拌20～30min后静置12～24h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.7～1.2二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比1.8～2.6：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化12～24h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氧烷与表面羟基反应，消除表面羟基并接上疏水的甲基，因此制备的疏水二氧化硅气凝胶粉体其疏水性增加。

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤2次以上，放置于室温2～4h后，放入60～80℃的烘干箱内烘干12～24h。待其冷却后，研磨后过500～1000目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本发明还提供了一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为20～25℃，并调节包衣液F的供给速率为15～25g/min/kg，包衣45～60min后取出置于40℃烘箱中干燥2小时，得到包衣晶体G；

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至0.5～1.5h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过60～100目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述亲疏水一体管养材料不仅可以显著改善混凝土的自收缩导致的开裂问题和混凝土的疏水性能，提高拌合后混凝土的工作性能，而且该材料的掺入不会降低混凝土的强度。

实施例1：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：49％疏水二氧化硅气凝胶粉体，12.41％包衣液，33.3％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，4.5％的沸石，0.04％的交联剂，0.75％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：15％正硅酸乙酯、20％聚二乙氧基硅氧烷、13％乙醇、17％去离子水、1.0％氨水、8％间苯二甲酸、13％二甲基二氯硅烷以及13％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：42.6％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、15％六甲基二硅胺基锂、4.5％柠檬酸三乙酯、37％硬脂酸镁以及0.9％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照2.2：1的重量比制成。

引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为22℃，并调节包衣液F的供给速率为20g/min/kg，包衣50min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.0h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过70目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入1.8倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌7min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加1.0mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌22min，再滴加2滴二甲基硅油进行搅拌8min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用50目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入3.0倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化5min，加入3滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为22％混悬液E，将混悬液E用60目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为8mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15min，置于室温中水解0.9h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为18％的氨水，搅拌20min后静置24h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.8二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比1.9：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化20h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤5次，放置于室温3h后，放入75℃的烘干箱内烘干20h。待其冷却后，研磨后过500目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

性能测试：为验证本实施例的亲疏水一体管养材料具有良好性能，将本实施例制得的亲疏水一体管养材料与水泥一起加入拌合设备中进行拌合，重量掺量为水泥重量的0.3％，对所得混凝土进行性能测试，测试试验包括抗压实验、吸水率测试、促进液滴滚落试验和自收缩实验。本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例2：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：48％疏水二氧化硅气凝胶粉体，13.1％包衣液，33％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，5.1％的沸石，0.04％的交联剂，0.76％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：25％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，16.2％乙醇，12％去离子水，0.8％氨水，8％间苯二甲酸，10％二甲基二氯硅烷，13％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：45％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、13％六甲基二硅胺基锂、4.5％柠檬酸三乙酯、37％硬脂酸镁、0.5％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照1.7：1的重量比制成。

引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为25℃，并调节包衣液F的供给速率为20g/min/kg，包衣55min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.5h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过90目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入1.9倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌8min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加1.0mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌20min，再滴加2滴二甲基硅油进行搅拌8min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用60目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入3.9倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化10min，加入3滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为24％混悬液E，将混悬液E用30目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为8mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15min，置于室温中水解0.8h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为19％的氨水，搅拌25min后静置12h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.7二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比1.8：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化12h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤2次，放置于室温3h后，放入75℃的烘干箱内烘干20h。待其冷却后，研磨后过500目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的性能测试过程与实施例1基本相同，混凝土长周期亲疏水一体管养材料掺量为水泥掺量的0.3％，本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例3：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：53％疏水二氧化硅气凝胶粉体，11.3％包衣液，33.15％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，2％的沸石，0.05％的交联剂，0.5％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：20％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，18％乙醇，12％去离子水，1.2％氨水，10.8％间苯二甲酸，10％二甲基二氯硅烷，13％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：35％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、13％六甲基二硅胺基锂、8.1％柠檬酸三乙酯、43％硬脂酸镁、0.9％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照2.2：1的重量比制成。

引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为25℃，并调节包衣液F的供给速率为15g/min/kg，包衣45min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.0h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过80目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入1.85倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌5min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加0.8mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌25min，再滴加2滴二甲基硅油进行搅拌10min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用60目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入3.9倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化10min，加入2滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为20％混悬液E，将混悬液E用30目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为10mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15min，置于室温中水解1.5h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为20％的氨水，搅拌30min后静置12h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.7二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比2.6：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化24h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤2次，放置于室温3h后，放入80℃的烘干箱内烘干12h。待其冷却后，研磨后过500目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的性能测试过程与实施例1基本相同，混凝土长周期亲疏水一体管养材料掺量为水泥掺量的0.3％，本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例4：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：45％疏水二氧化硅气凝胶粉体，13.2％包衣液，33.77％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，7％的沸石，0.03％的交联剂，1％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：15％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，13％乙醇，12％去离子水，1.2％氨水，10.8％间苯二甲酸，15％二甲基二氯硅烷，18％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：40％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、11％六甲基二硅胺基锂、6.5％柠檬酸三乙酯、42％硬脂酸镁、0.5％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照1.8：1的重量比制成。

引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为20℃，并调节包衣液F的供给速率为25g/min/kg，包衣45min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.0h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过90目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入2.0倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌5min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加1.2mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌25min，再滴加3滴二甲基硅油进行搅拌5min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用50目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入2.5倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化5min，加入2滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为20％混悬液E，将混悬液E用40目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为10mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15min，置于室温中水解1.5h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为20％的氨水，搅拌20min后静置24h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：1.2二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比2.6：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化24h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤2次以上，放置于室温4h后，放入80℃的烘干箱内烘干24h。待其冷却后，研磨后过1000目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的性能测试过程与实施例1基本相同，混凝土长周期亲疏水一体管养材料掺量为水泥掺量的1.2％，本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例5：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：49.15％疏水二氧化硅气凝胶粉体，12.5％包衣液，32％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，5.6％的沸石，0.05％的交联剂，0.7％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：15％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，13％乙醇，17％去离子水，1.2％氨水，10.8％间苯二甲酸，10％二甲基二氯硅烷，18％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：45％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、11％六甲基二硅胺基锂、4.5％柠檬酸三乙酯、39％硬脂酸镁、0.5％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照2.0：1的重量比制成。

引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为20℃，并调节包衣液F的供给速率为25g/min/kg，包衣45min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.5h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过60目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入2.0倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌5min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加1.2mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌20min，再滴加3滴二甲基硅油进行搅拌5min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用60目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比1.8:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入3.9倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化5min，加入3滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为20％混悬液E，将混悬液E用60目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为7mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌30min，置于室温中水解0.8h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为20％的氨水，搅拌20min后静置24h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.7二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比2.6：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化12h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤2次，放置于室温4h后，放入60℃的烘干箱内烘干24h。待其冷却后，研磨后过500目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的性能测试过程与实施例1基本相同，混凝土长周期亲疏水一体管养材料掺量为水泥掺量的1.2％，本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例6：

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：49％疏水二氧化硅气凝胶粉体，12.9％包衣液，33.5％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，4.07％的沸石，0.03％的交联剂，0.5％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：21.8％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，16.2％乙醇，12％去离子水，1.2％氨水，10.8％间苯二甲酸，10％二甲基二氯硅烷，13％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：41％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、13％六甲基二硅胺基锂、8.1％柠檬酸三乙酯、37％硬脂酸镁、0.9％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照2.0：1的重量比制成。

引发剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为25℃，并调节包衣液F的供给速率为25g/min/kg，包衣60min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至1.5h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过100目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入2.0倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌10min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加1.2mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌25min，再滴加3滴二甲基硅油进行搅拌10min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用60目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比2:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入3.9倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化10min，加入3滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为25％混悬液E，将混悬液E用60目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为10mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌30min，置于室温中水解1.5h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为20％的氨水，搅拌30min后静置24h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：1.2二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比2.6：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化24h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤4次，放置于室温4h后，放入80℃的烘干箱内烘干24h。待其冷却后，研磨后过1000目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的性能测试过程与实施例1基本相同，混凝土长周期亲疏水一体管养材料掺量为水泥掺量的1.2％，本实施例的性能测试结果如表1所示。

实施例7

本实施例给出混凝土长周期亲疏水一体管养材料，以重量百分比计，由以下原料制成：49％疏水二氧化硅气凝胶粉体，12.9％包衣液，34.6％的三羟甲基甲胺基丙磺酸，2.97％的沸石，0.03％的交联剂，0.5％的引发剂。

所述疏水二氧化硅气凝胶粉体由以下原料制成：23.2％正硅酸乙酯，15％聚二乙氧基硅氧烷，13％乙醇，17％去离子水，0.8％氨水，8％间苯二甲酸，10％二甲基二氯硅烷，13％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液由以下原料制成：37％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、13％六甲基二硅胺基锂、7.5％柠檬酸三乙酯、42％硬脂酸镁、0.5％二甲基硅油。

本实施例中：

交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑按照2.1：1的重量比制成。

引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，该方法按照以下步骤进行：

步骤一：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，控制包衣锅内温度为20℃，并调节包衣液F的供给速率为15g/min/kg，包衣45min后取出置于40℃烘箱中干燥2h，得到包衣晶体G。

步骤二：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并将容器内放入酸处理的沸石，在不断搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应至0.5h后得到复合物H；

步骤三：将复合物H取出，充分干燥，过60目筛，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

所述的包衣液的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：在烧杯中加入1.7倍聚乳酸-羟基乙酸共聚物质量的水，并将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次撒入水中，搅拌5min呈细流状，得到混悬液A，保证粉末充分分散润湿，没有块状物和泡沫产生；

步骤三：在混悬液A中耗时约5min缓慢滴加0.8mol/L六甲基二硅胺基锂溶液，搅拌20min，再滴加2滴二甲基硅油进行搅拌5min后形成胶乳状水分散体B；

步骤四：将上述得到的胶乳状水分散体B用30目筛过滤，得到过滤后的水分散体C。

步骤五：取质量比1.8:1的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合液缓慢倒入2.5倍混合液质量的水中，用高剪切匀化机匀化5min，加入2滴二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

步骤六：将悬浮液D液缓慢加入分散体C中，同时用普通搅拌机中速搅拌30min，得到固液比为20％混悬液E，将混悬液E用30目筛过滤，得到包衣液F。

所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程为：

步骤一：将各原料按配比称量，备用；

步骤二：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水置于容器中混合均匀，再将浓度为7mol/L的间苯二甲酸加入混合液中，机械搅拌15min，置于室温中水解0.8h得到水解混合液A；

步骤三：在水解混合液A中加入浓度为15％的氨水，搅拌20min后静置12h得到凝胶B；

步骤四：取质量比为1：0.7二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷充分混合得到混合液C，将乙醇与混合液C按质量比1.8：1混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B表面老化12h，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

步骤五：将疏水改性的二氧化硅凝胶E，用乙醇洗涤3次，放置于25℃、2h后，放入60℃的烘干箱内烘干12h。待其冷却后，研磨后过500目筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

本实施例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法与实施例1基本相同。

对比例1：

本对比例给出与实施例1相同配比的普通混凝土，其原料的组分含量按照实施例1中的配比关系进行同比例扩大，使得原料的重量份数之和为100％。

本对比例中混凝土各成分用量要求与实施例1相同。

本对比例的性能测试过程与实施例1基本相同，本对比例的性能测试结果如表1所示。

对比例2：

本对比例给出一种混凝土内养护材料与疏水土层混合使用，该内养护材料与实施例1基本相同，区别仅仅在于，本对比例中疏水材料为常用的丙烯酸类涂料，其他原料的组分含量按照实施例1中的配比关系进行同比例扩大，使得原料的重量份数之和为100％。

本对比例中各个原料的种类和用量要求与实施例1相同。

本对比例的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法与实施例1基本相同。

本对比例的性能测试过程与实施例1基本相同，本对比例的性能测试结果如表1所示。

表1内养护材料性能测试结果(均为相对于基准混凝土的改变量)

由表1可知：

从实施例1～6的对比可知：实施例1～6中的亲疏水一体管养材料均可以显著提高混凝土的抗压强度，四组实例中28d抗压强度均为基准混凝土强度的115％以上。72h混凝土的平均吸水量也均得到了显著改善，且在5℃时实施例1～6中液滴滚落率也体现出较高的性能。另外，实施例1～6中的内养护材料在很大程度上能够减小混凝土的自收缩。其中，实施例2的亲疏水一体管养材料综合性能最佳。

从实施例1～3和实施例4～6的对比可知：随着混凝土亲疏水一体管养材料掺量的增加，其疏水效果和内养护效果逐渐提高，但混凝土的7d和28d抗压强度有所降低。但与对比例1、2相较，其强度、疏水效果及亲水效果仍有明显的提升。

从实施例1～6和对比例1、2的对比可知：相对于普通混凝土来说，实施例1～6所提供的混凝土长周期亲疏水一体管养材料，其作为混凝土内养护及疏水材料使用时，其疏水效果明显，混凝土的7d和28d抗压强度有所提高，另外，与对比例2的对比可以发现，与现有的内养护材料和疏水材料的混合使用后性能相较，实施例1～6具有比现有材料更优的性能，在保障混凝土疏水的同时，显著减小了混凝土的自收缩，提高了混凝土的耐久性。

综上所述，本发明显著提高混凝土的抗压强度和疏水效果，混凝土28d抗压强度均为基准混凝土强度的120％以上，混凝土的疏水效果也得到了显著改善。另外很大程度上减小混凝土的自收缩，有效地解决了现有材料的亲水性能与疏水性能无法共存的难题，有效控制了混凝土收缩开裂及抗冻问题，提高了混凝土耐久性能。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种混凝土长周期亲疏水一体管养材料，其特征在于，按重量百分比计，混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备原料包括：45～53％疏水二氧化硅气凝胶粉体、11.3～13.2％包衣液、32～34.6％三羟甲基甲胺基丙磺酸、2～7％沸石、0.03～0.05％交联剂以及0.5～1％引发剂；

按重量百分比计，所述的疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备原料包括：

15～25％正硅酸乙酯、15～20％聚二乙氧基硅氧烷、13～18％乙醇、12～17％去离子水、0.8～1.2％氨水、8～15％间苯二甲酸、10～15％二甲基二氯硅烷以及13～18％六甲基二硅氧烷；

所述包衣液的制备原料包括：

35～45％聚乳酸-羟基乙酸共聚物、11～15％六甲基二硅胺基锂、4.5～8.1％柠檬酸三乙酯、37～43％硬脂酸镁以及0.5～0.9％二甲基硅油；

所述的亲疏水一体管养材料由包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体，包衣外表面接枝亲水性的长链空间交联聚合物；

所述包衣液的制备过程如下：

S21：将聚乳酸-羟基乙酸共聚物分次加入去离子水中后搅拌直至呈细流状，得到混悬液A；

S22：在混悬液A中加入六甲基二硅胺基锂溶液后搅拌，再加入二甲基硅油并搅拌，得到胶乳状水分散体B；

S23：将胶乳状水分散体B过滤，得到过滤后的水分散体C；将硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯混合得到混合液，将混合液加入去离子水中，进行匀化，而后加入二甲基硅油，得到硬脂酸镁悬浮液D；

S24：将硬脂酸镁悬浮液D加入至水分散体C中并搅拌，得到混悬液E，将混悬液E过滤，得到包衣液。

2.根据权利要求1所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料，其特征在于，所述交联剂由2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑组成；其中，所述2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷和2-异丙基咪唑的质量比为(1.7～2.2)：1；

所述引发剂为过氧化叔戊酸叔丁基酯或过氧化苯甲酸叔丁酯中的任意一种。

3.一种根据权利要求1至2任意一项所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将疏水二氧化硅气凝胶粉体置于包衣锅内，包衣液包裹疏水二氧化硅气凝胶粉体，包衣设定时间后取出干燥，得到包衣晶体G；

S2：将包衣晶体G和三羟甲基甲胺基丙磺酸混合均匀，并放入进行酸处理的沸石，在搅拌的过程中，加入交联剂和引发剂，反应设定时间后得到复合物H；

S3：将复合物H取出后干燥、过滤，得到混凝土长周期亲疏水一体管养材料。

4.根据权利要求3所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，所述包衣锅的温度为20～25℃，所述包衣液的供给速率为15～25g/min/kg，所述包衣设定时间为45～60min；所述S2中，所述反应设定时间为0.5～1.5h。

5.根据权利要求3所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，其特征在于，所述疏水二氧化硅气凝胶粉体的制备过程如下：

S11：将正硅酸乙酯、聚二乙氧基硅氧烷、乙醇和去离子水混合均匀，得到混合液，再将间苯二甲酸加入混合液中，搅拌后进行水解，得到水解混合液A；

S12：在水解混合液A加入氨水，混合搅拌后静置得到凝胶B；

取二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷混合得到混合液C，将乙醇与混合液C混合，得到混合液D，将混合液D覆盖于凝胶B进行表面老化，得到疏水改性的二氧化硅凝胶E；

S13：将疏水改性的二氧化硅凝胶E洗涤、放置后进行烘干，冷却、研磨后过筛，得到疏水二氧化硅气凝胶粉体。

6.根据权利要求5所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，其特征在于，所述S11中，所述间苯二甲酸的浓度为7～10mol/L。

7.根据权利要求5所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料的制备方法，其特征在于，所述S12中，所述氨水的浓度为15～20％；

所述二甲基二氯硅烷与六甲基二硅氧烷的质量比为1：(0.7～1.2)；所述乙醇与混合液C的质量比为(1.8～2.6)：1；所述表面老化的时间为12～24h；

所述S13中，所述洗涤的次数为2次以上，所述洗涤采用乙醇进行洗涤；所述过筛采用500～1000目筛。

8.根据权利要求1所述的混凝土长周期亲疏水一体管养材料，其特征在于，所述S21中，所述聚乳酸-羟基乙酸共聚物与去离子水的质量比为1：(1.7～2.0)；

所述S22中，所述六甲基二硅胺基锂溶液的浓度为0.8～1.2mol/L；

所述S23中，所述过滤采用30～60的目筛进行过滤；所述混合液中的硬脂酸镁和柠檬酸三乙酯的质量比为(1.8～2)：1；所述混合液与去离子水的质量比为1：(2.5～3.9)；所述匀化的时间为5～10min；

所述S24中，所述混悬液E的固液比为20～25％，所述混悬液E过滤采用30～60的目筛。