[發明專利]一種耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件的制備

有效

• 申請號: 202010034980.2
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111233366B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王柳燕;王舜;郭鵬;鈕鵬;郭影;孫峰;李欣;王洋;喬洋;李亭亭;李珍;張莉莉;楊春峰;趙柏冬
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C04B24/28
• 分類號: C04B24/28
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 李丹

本發明公開了一種耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件的制備方法，包括以下步驟：囊芯的制備、包衣液配制、噴霧包衣、干燥、破碎和現場澆灌。本發明制備的耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件，采用聚乳酸、乙醇和丙酮制成包衣材料，由于聚乳酸具有良好的降解性能，故該材料相比于傳統的材料環保性能更佳；在囊芯中加入六鋁酸鈣，主要作用是為了加強自修復時與混凝土的粘結性能和耐腐蝕性能；在囊芯中加入表面生長有硅酸鈣納米顆粒的改性氧化石墨烯，由于納米硅酸鈣能夠在水泥水化過程中起到晶核作用，進而促進自修復材料水化產物硅酸鈣的生成、生長，故有利于提升自修復材料的密度，從而進一步提升材料的耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及土木工程技術領域，尤其涉及一種耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件的制備。

背景技術

混凝土具有抗拉性能遠小于抗壓性能的特點，在使用過程中不可避免會產生裂縫，這些裂縫為外界的有害物質提供了進入混凝土內部的通道，進而加速內部鋼筋的銹蝕，降低混凝土結構的安全性和耐久性。對于混凝土裂縫，傳統的方法是進行后期的人工修復，即采用結構加固法、灌漿法、填充法等方法進行后期的修復。傳統的修補方法其實是一種被動的補救，等肉眼可見的較大寬度裂縫出現的時候，結構已經出現了一定程度的損傷，若裂縫發現或者修復不及時，可能會危害結構的安全性，加大了事故發生的可能性。更重要的一點是，傳統裂縫修補手段成本十分高昂，耗費大量人力物力。目前新興的混凝土自修復技術為解決混凝土裂縫問題提供全新的選擇。通過在混凝土內部埋入裝有修復劑的溶劑，裂縫生成時，容器破裂并使修復劑流出，修復劑與周邊混凝土反應，進而使裂縫閉合。由于上述特性，自修復混凝土能在裂縫產生初期對其進行針對性抑制，大大提高結構的安全性與耐久性。

中國發明專利CN110510910A公開了一種囊壁易降解的混凝土細微觀裂縫微膠囊自修復材料，該材料的自修復劑芯材包含：硅酸鈉(沉淀結晶)、葡萄糖酸鈉(絡合-沉淀)、高吸附劑、鈣離子補充劑、膨脹劑。中國發明專利CN109180044A公開了聚苯乙烯微膠囊自修復混凝土結構及其制作方法，該材料在混凝土構件內均勻摻入設置有聚苯乙烯修復微膠囊和PVA纖維，但是這些材料主要起到的均為填充作用，填充材料與混凝土本體之間的結合力非常弱，長期使用后，仍有開裂隱患，且并未考慮耐腐蝕效果，限制了材料的應用范圍，故有必要研究一種與混凝土有良好結合力的耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件的制備。

本發明的技術方案如下：

一種耐腐蝕內置微膠囊的自修復鋼筋混凝土構件的制備，包括以下步驟：

A、囊芯的制備：將各原料按比例混合后，投入擠出滾圓機擠出成條狀，條狀材料倒入擠出滾圓機的滾筒中滾圓，然后進行干燥處理，制得囊芯；

B、包衣液配制：按配方混合并攪拌均勻，得到包衣液；

C、噴霧包衣：將囊芯放入噴霧包衣設備的滾筒中，在包衣模式下，用泵將包衣液通過設備的噴霧嘴噴到滾動的囊芯上；

D、干燥：在強制通風的條件下，在干燥設備的滾筒中干燥10-20min，然后自然降溫、晾干；

E、破碎：將固體物質破碎成直徑為5-6mm的片狀顆粒，即為實際使用的內置微膠囊；

F、現場澆灌：將內置微膠囊按比例添加到混凝土中，攪拌均勻，進行現場澆灌，每次1/3量，進行振動，排氣；直到漿體加滿模具；養護后即可得到自修復鋼筋混凝土構件。

優選的，所述的囊芯，包括以下成分：硅酸鈉、氧化鎂、改性氧化石墨烯、木質纖維素、六鋁酸鈣、葡萄糖酸鈉、乳化劑和乙醇。