[发明专利]一种混凝土自修复微胶囊的制备方法

说明书

本发明公开了一种混凝土自修复微胶囊的制备方法，将废弃建材进行破碎、酸洗和水洗后，在硅烷偶联剂水溶液中浸泡30‑60min，过滤晾干得到废弃建材粉末；将石蜡、聚乙烯蜡、上述废弃建材粉末和乙醇混合后在50‑75℃下搅拌均匀得到包衣液；在25‑75℃下将固碳材料置于真空环境，通入二氧化碳气氛1‑3h，再与遇水膨胀材料混合均匀得到囊芯材料；将囊芯材料通过挤出设备挤出成米线条状，再放入微粒干燥设备的滚筒中滚圆成颗粒状；将上述包衣液喷淋到滚动的囊芯上，晾干得到微胶囊；本发明与混凝土基体具有更好的相容性和润滑性，在胶囊破壁后吸附水分膨胀填充裂缝，同时释放二氧化碳生成碳酸钙等物质修补裂缝，提高混凝土的强度和耐久性。

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自修复微胶囊的制备方法。

背景技术

随着现代混凝土的大力发展，各类混凝土结构广泛应用于各类超高层建筑、大跨度桥梁和工业建筑等结构中。然而，由于混凝土存在脆性大、抗拉强度低等先天缺陷，在制备、使用过程中难免会产生内部裂缝从而降低强度。同时，混凝土内部裂缝会为环境中的水等物质渗入提供通道，加剧化学侵蚀及其内部钢筋的锈蚀，缩短混凝土的使用寿命。

为提高混凝土的耐久性，混凝土出现损伤和裂缝后的修复技术一直以来都受到人们的高度重视。自修复是指通过混凝土内部的自响应机制，及时修复混凝土在制备、使用过程中产生的局部损伤或微裂缝，从而延长混凝土服役寿命。目前研究方向主要包括渗透结晶法、微生物法、微胶囊法、电沉积法等。

微胶囊自修复混凝土的作用机理是提前将修复剂封装入微胶囊中，并将其与固化剂一起拌合到混凝土内部。当混凝土产生裂纹时，裂纹的尖端应力使微胶囊破裂，修复剂被释放并流动到裂缝中，与预埋在混凝土中的固化剂、水或空气等接触后反应固化修补裂缝，具有环境适应性强、修复速度快等优点，具有良好应用前景。但仍存在如下问题：(1)目前微胶囊研究大都集中在有机壁材，与水泥基体相容性差，界面粘合力小。当裂纹经过胶囊时，裂纹将沿胶囊与基体的界面扩展绕过胶囊，而不是穿过胶囊使其破裂，导致修复作用无法发挥；(2)现有微胶囊芯材大多采用反应性树脂，通常粘度较高，导致修复剂常温下流动性差，裂缝渗透能力弱，影响修复效果。同时需要与分散在混凝土中或包覆在微胶囊中的固化剂结合才能发生反应，进一步限制了修复能力。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于混凝土的自修复微胶囊制备方法，与混凝土基体具有更好的相容性和润滑性，在胶囊破壁后吸附水分膨胀填充裂缝，同时释放二氧化碳生成碳酸钙等物质修补裂缝，提高混凝土的强度和耐久性；本发明另一目的在于提供一种自修复混凝土。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种混凝土自修复微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废弃建材进行破碎、酸洗和水洗后，在硅烷偶联剂水溶液中浸泡30-60min，过滤晾干得到废弃建材粉末；将石蜡、聚乙烯蜡、上述废弃建材粉末和乙醇混合后在50-75℃下搅拌均匀得到包衣液；

(2)在25-75℃下将固碳材料置于真空环境，通入二氧化碳气氛1-3h，再与遇水膨胀材料混合均匀得到囊芯材料；

(3)将囊芯材料通过挤出设备挤出成米线条状，再放入微粒干燥设备的滚筒中滚圆成颗粒状；将上述包衣液喷淋到滚动的囊芯上，晾干得到微胶囊。

按上述方案，步骤1中所述废弃建材为粉煤灰、钢渣、废弃大理石粉末中的一种或混合。

按上述方案，步骤1中石蜡、聚乙烯蜡、废弃建材粉末和乙醇按照质量比1：(0.1-0.2)：(0.3-0.5)：(3-8)进行配比。

按上述方案，步骤2中所述固碳材料为三氨基硅烷、四乙烯戊胺、三聚氰胺中的一种或混合。

按上述方案，步骤2中所述遇水膨胀材料为膨润土、环糊精、聚乙烯醇中的一种或混合。