[发明专利]水下构件的裂缝修复剂及修复方法

说明书

本申请公开了水下构件的裂缝修复剂及修复方法。将制备的胶囊粒子均匀混合在用于修复构件原破损面的水下裂缝修补材料中，实现对桥墩、大坝等水下混凝土构件深层裂缝的原位快速修复。本发明基于珊瑚虫仿生学，巧妙地利用了海水中丰富的钙离子和腐蚀构件的二氧化碳，为水下混凝土结构深层裂缝修复难度大、成本高等问题提供新的解决方案。

技术领域

本申请涉及建筑修复材料的技术领域，尤其涉及水下构件的裂缝修复剂及修复方法。

背景技术

随着运行时间的增加，大坝、桥墩等水下结构受到水流长时间冲刷和侵蚀，越来越容易产生缺陷和老化，并且难于观测和及时维护，以致强度降低不满足承载要求，水工结构的整体安全性也随之降低。此时，必须针对水下结构损伤的性质和程度，采取适当的修补措施，恢复结构的有效性，提高结构物的稳定性和耐久性。现有的水下结构损伤修复技术主要针对结构面层的裂缝，例如，“自愈合混凝土”的发明是在混凝土中添加无机增殖剂，但是这种只能修复结构面层的微小裂缝，桥墩在水下经历长年累月的冲刷可能会产生更深、裂缝宽度更小的裂缝，以至于此手段失效。对于较深的裂缝一般采用以下两种技术手段：1)采用塑性止水填料进行嵌缝封堵，再加盖塑性止水盖片达到表面防渗的效果。此方法不能修复构件深层裂缝也不能及时对后续新裂缝发生修补作用；2)裂缝处注射防渗材料胶结并堵塞现有裂缝。由于注浆材料的流动性往往较差，对于≤2mm的裂缝的修复效果不佳。

综上所述，对于深层裂缝以及构件内部的微裂缝等损伤还没有特别便捷、有效的技术手段；并且，目前市面上采用的处理措施存在施工难度大、成本高、效果不佳等问题。因此，现有技术需要一种能自行修补水下构件中深层裂缝的方法，确保水工建筑物的安全运行。

发明内容

有鉴于此，本申请提供水下构件的裂缝修复剂及修复方法，能够提高水下构件的修复效果。

裂纹修复剂

本申请水下构件的裂缝修复剂，包含形貌呈胶囊结构的胶囊粒子，胶囊粒子的芯材包含脲酶、脱脂奶粉和尿素。

已为公知的是，胶囊粒子是指呈完整或规整的核壳结构三维形态，并且其构成是处于外层的囊壁(或被称为壁材)和被囊壁所包围或封闭在其内的芯材(或被称为囊芯)。其中，囊壁是被设计成在特定条件下发生结构上的局部破坏以使芯材经过被破坏的囊壁释放。因而，胶囊粒子具有缓释性。

应当理解的是，本申请裂纹修复剂，除了胶囊粒子的其它组分，可以是根据需要所添加的混凝土(例如水下适用的混凝土)、SR防渗材料、GB柔性填料等，需要按照修复对象的安全等级以及水下裂缝修补材料的流动性确定胶囊粒子掺入的比例和拌和速度。

制备方法

(1)将脲酶、脱脂奶粉和尿素三种粉末以质量配比为(2-4):(3-5)：(50-70)的混合均匀，得到芯材；

(2)将3-8g经过步骤(1)所得芯材填充并密封在囊壁所围囊腔内；

(3)在囊腔内中充入氮气直至囊壁变成硬质球体，得到胶囊粒子；

(4)将步骤(3)制得的胶囊粒子密封备用。

所述步骤(1)所用脲酶、脱脂奶粉和尿素均为分析纯；

所述步骤(1)所用脲酶为商业植物脲酶，酶的活性为1500U/g-30000U/g；

所述步骤(1)的搅拌速度为15-45r/min；

所述步骤(2)硬胶胶囊的材料为食用明胶或淀粉；

所述步骤(2)硬胶胶囊的粒径为0.5-2.0mm，壁厚为0.15-0.20mm；

所述步骤(3)在20℃左右的温度下，以5.0-10.0MPa的工作压力下充装氮气；