[發(fā)明專利]一種用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊及其制備方法和自修復(fù)混凝土

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110400525.4
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN113149511B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金宏程;鄭濤;王軍;趙日煦;高飛;熊龍;李興;邢菊香
• 申請（專利權(quán)）人: 中建商品混凝土有限公司;中建西部建設(shè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B24/38
• 分類號(hào): C04B24/38;C04B28/02;C04B111/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 李艷景

本發(fā)明公開了一種用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊及其制備方法和自修復(fù)混凝土。該微膠囊由囊芯和囊壁組成，囊芯包括硅藻土10份，營養(yǎng)物質(zhì)2～3份，芽孢桿菌菌液10～12份，羥丙甲基纖維素0.1～0.4份和吐溫80 0.9～1.1份；囊壁為乙基纖維素。其制備：1)真空環(huán)境下將硅藻土和營養(yǎng)物質(zhì)與芽孢桿菌菌液均勻混合；2)加入羥丙甲基纖維素、吐溫80攪拌成團(tuán)，進(jìn)行干燥、研磨和過篩得囊芯微粒；3)將囊芯微粒加到乙基纖維素的有機(jī)溶液中，攪拌后真空過濾、干燥即得微膠囊。該微膠囊性能穩(wěn)定，裂縫自修復(fù)效果好；同時(shí)制備工藝簡單，無需機(jī)械設(shè)備輔助，只需簡單的研磨、過篩便可制備所需的微膠囊，成本低廉，且易于操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于混凝土自修復(fù)材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊及其制備方法和自修復(fù)混凝土。

背景技術(shù)

混凝土是當(dāng)今世界用量最大的人造建筑材料，廣泛應(yīng)用于橋梁、房建、鐵路、航運(yùn)等工程中。混凝土具有抗壓不抗拉的特點(diǎn)，其產(chǎn)生的干縮、自收縮、溫度收縮、塑性收縮等收縮以及外力約束極有可能使得混凝土發(fā)展出裂縫，裂縫的存在將會(huì)對混凝土的結(jié)構(gòu)安全、使用壽命、使用功能等方面產(chǎn)生影響。當(dāng)混凝土處于對其具有侵蝕作用的環(huán)境時(shí)，裂縫的存在為Cl^-、SO₄^2-的傳輸提供了通道，將會(huì)對鋼筋產(chǎn)生銹蝕、使得混凝土膨脹開裂，加速其性能劣化，大大縮短服役壽命，使得混凝土構(gòu)筑物過早的退出服役，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

傳統(tǒng)的裂縫修補(bǔ)方式為人工修補(bǔ)，但人工修補(bǔ)往往是治標(biāo)不治本，只能對外部裂縫進(jìn)行處治，無法對混凝土內(nèi)部存在的細(xì)微裂縫進(jìn)行處理。微生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展為混凝土裂縫的自修復(fù)指明了新的途徑，但是由于混凝土為強(qiáng)堿性環(huán)境，直接將微生物加入將不利于微生物的存活，影響自修復(fù)效果。微膠囊是一項(xiàng)起源于上世紀(jì)30年代的技術(shù)，目前已較為成熟，將微生物作為囊芯的一部分，再以囊壁包裹，使得微生物不與混凝土直接接觸將有助于保存其活性，當(dāng)有裂縫存在時(shí)微膠囊在化學(xué)或物理作用下產(chǎn)生破裂，微生物發(fā)揮自修復(fù)性能，有效修復(fù)裂縫。微膠囊技術(shù)雖已較為成熟，但制備工藝復(fù)雜，需要成型設(shè)備較多，如申請?zhí)枮镃N201510148725.X的發(fā)明專利中就需要用到擠出設(shè)備、滾圓設(shè)備、噴霧包衣設(shè)備等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊及其制備方法和自修復(fù)混凝土。該微生物微膠囊具有裂縫自修復(fù)效果好、性能穩(wěn)定、對裂縫應(yīng)力敏感、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)，同時(shí)制備工藝簡單，無需機(jī)械設(shè)備輔助，只需經(jīng)過簡單的研磨、過篩、浸泡過程便可制備所需的微膠囊，成本低廉，且易于操作。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

提供一種用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊，所述微生物微膠囊由囊芯和囊壁組成，所述囊芯組分包括硅藻土10份，營養(yǎng)物質(zhì)2～3份，芽孢桿菌菌液10～12份，羥丙甲基纖維素0.1～0.4份和吐溫80 0.9～1.1份；所述囊壁為乙基纖維素。

按上述方案，所述微膠囊中囊芯和囊壁質(zhì)量比為1:1～2。

按上述方案，所述微生物微膠囊囊芯粒徑為1-3mm。

按上述方案，所述營養(yǎng)物質(zhì)為酵母粉、肌苷中的至少一種。

按上述方案，所述芽孢桿菌菌液中菌體濃度為1.1～1.3×10¹⁰個(gè)/mL。

提供一種上述用于混凝土裂縫自修復(fù)的微生物微膠囊的制備方法，包括以下步驟：

(1)真空環(huán)境下將硅藻土和營養(yǎng)物質(zhì)與芽孢桿菌菌液均勻混合；

(2)加入羥丙甲基纖維素、吐溫80攪拌成團(tuán)，得囊芯材料；

(3)對步驟(2)所得囊芯材料進(jìn)行干燥、研磨和過篩，得到囊芯微粒；

(4)將步驟(3)所得囊芯微粒加入到乙基纖維素的有機(jī)溶液中，攪拌后真空環(huán)境下過濾、干燥即得微生物微膠囊。