[發(fā)明專利]一種自修復(fù)骨料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911181882.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110845169B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方媛;雷佳;朱春燕;王曉東;邢鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B22/10
• 分類號(hào): C04B22/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發(fā)明屬于功能性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自修復(fù)骨料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的自修復(fù)骨料，包括載體和修復(fù)劑；所述載體包括多孔材料和封裝所述多孔材料的包覆外殼；所述多孔材料包括燒結(jié)陶瓷微珠，所述燒結(jié)陶瓷微珠相鄰之間存在空隙；所述修復(fù)劑為二元體系雙組分，包括硅酸鹽和碳酸鹽；所述包覆外殼為硅酸凝膠硬化后的二氧化硅；所述自修復(fù)骨料的粒徑為5～10mm。本發(fā)明的自修復(fù)骨料，摻入到混凝土中，可替換混凝土中粗骨料，形成混凝土自修復(fù)體系，對(duì)自修復(fù)混凝土裂縫有較好的修復(fù)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自修復(fù)骨料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

眾所周知混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度低，在混凝土結(jié)構(gòu)施工和服役過(guò)程中，受溫濕度的變化、外部荷載等因素的影響，混凝土?xí)a(chǎn)生不同尺寸的裂縫。混凝土自修復(fù)技術(shù)指的是，在混凝土成型時(shí)內(nèi)置修復(fù)劑，當(dāng)結(jié)構(gòu)服役時(shí)開(kāi)裂，裂縫觸發(fā)修復(fù)劑與外界環(huán)境接觸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的修復(fù)產(chǎn)物封堵裂縫。混凝土自修復(fù)技術(shù)是針對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題產(chǎn)生的一種新型解決方法，對(duì)于改善混凝土材料的耐久性，提高混凝土結(jié)構(gòu)服役壽命具有重要意義。

現(xiàn)有的自修復(fù)骨料中修復(fù)劑多采用高分子聚合物膠黏劑，以膨脹性珍珠巖、玻璃纖維或陶粒為載體。雖然高分子聚合物具有較好的粘結(jié)性，但是將有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)用于混凝土無(wú)機(jī)材料之間的粘結(jié)其結(jié)合效果差，粘結(jié)后的混凝土強(qiáng)度低。同時(shí)，珍珠巖、玻璃纖維和陶粒的力學(xué)強(qiáng)度較低，不能完全替換掉混凝土中同等粒徑的粗骨料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題本發(fā)明提供了一種具有良好力學(xué)強(qiáng)度且與混凝土基體界面具有優(yōu)異結(jié)合性能的自修復(fù)骨料及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種自修復(fù)骨料，包括載體和分散在所述載體中的修復(fù)劑；所述載體包括多孔材料和封裝所述多孔材料的包覆外殼；所述多孔材料包括燒結(jié)陶瓷微珠，所述燒結(jié)陶瓷微珠相鄰之間存在空隙；所述修復(fù)劑為二元體系雙組分，包括硅酸鹽和碳酸鹽；所述包覆外殼為硅酸凝膠硬化后的二氧化硅；所述自修復(fù)骨料的粒徑為5～10mm。

優(yōu)選的，所述硅酸鹽和碳酸鹽的質(zhì)量比為2～4:1。

優(yōu)選的，所述硅酸鹽包括硅酸鈉和/或硅酸鉀；所述碳酸鹽包括碳酸鈉和/或碳酸鉀。

優(yōu)選的，所述多孔材料的粒徑為5～10mm，所述多孔材料的孔隙率在40％以下。

優(yōu)選的，所述多孔材料的制備方法，包括以下步驟：

將陶瓷玻璃微珠進(jìn)行燒結(jié)后，破碎篩分，得到多孔材料；

所述燒結(jié)的溫度為1000～1500℃；所述燒結(jié)的時(shí)間為60～80h。

優(yōu)選的，所述陶瓷玻璃微珠的粒徑≤1mm。

優(yōu)選的，所述包覆外殼的厚度為0.3～0.5mm。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自修復(fù)骨料的制備方法，包括以下步驟：

將修復(fù)劑吸附于多孔材料中，得到負(fù)載修復(fù)劑的多孔材料；

在所述負(fù)載修復(fù)劑的多孔材料的表面涂覆半凝固態(tài)硅酸凝膠，然后進(jìn)行硬化，形成包覆外殼，得到自修復(fù)骨料。

優(yōu)選的，所述吸附的方法為真空浸漬法；所述吸附的時(shí)間為15～20min；所述真空浸漬法的真空度為0.06MPa。

本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自修復(fù)骨料或上述技術(shù)方案所述方法制備得到的自修復(fù)骨料在混凝土中的應(yīng)用。