[发明专利]一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种渗透结晶型自修复混凝土结构，包括混凝土构件，所述混凝土构件内均匀设置有渗透结晶材料颗粒及硅酸钠修复剂颗粒，所述的硅酸钠修复剂颗粒呈微胶囊结构。本发明还提供了一种渗透结晶型自修复混凝土的制作方法。本发明能提高混凝土结构的力学性能和防水抗渗性，且使其具备损伤自修复的能力，从而提高混凝土的结构的安全性、耐久性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法，包括混凝土构件，属于自修复混凝土及其类似建筑材料领域。

背景技术

混凝土在正常的服役过程中，由于环境和疲劳损伤等因素不可避免地会产生裂缝，这些裂缝为外界的有害物质提供了进入混凝土内部的通道，进而加速内部钢筋的锈蚀，降低混凝土结构的安全性和耐久性。对于已充分发展的宏观裂缝，我们很容易地可以用肉眼识别，并利用传统的手段，即结构加固法、灌浆法、填充法等进行后期的修复；而对于微小裂缝，在现行的探测技术下，其难以被及时、准确地探测，此时利用传统的裂缝修复手段达不到修复效果，未能及时进行有效修复的微观裂缝不但会影响结构的正常使用性能和缩短使用寿命，还可能进一步发展为宏观裂缝并导致结构脆性断裂，产生严重的灾难性事故。更重要是，传统裂缝修补手段成本十分高昂，耗费大量人力物力。同时，对于隧道等防水要求较高的结构，所用的混凝土被要求具备良好的防水抗渗性，以保证隧道等结构的耐久性及安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明迎合建材智能化趋势、工程安全和耐久性的实际需要，提供一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法。

本发明采用以下方案实现：

一种渗透结晶型自修复混凝土结构，包括混凝土构件，所述混凝土构件内均匀设置有渗透结晶材料颗粒及硅酸钠修复剂颗粒，所述的硅酸钠修复剂颗粒呈微胶囊结构。

进一步地，所述的硅酸钠修复剂颗粒的囊芯材料为无水硅酸钠，囊壁材料为乙基纤维素。

进一步地，所述渗透结晶材料颗粒为活性硅渗透结晶母料。

进一步地，所述硅酸钠修复剂颗粒为直径为5~6mm的片状颗粒。

一种如所述自修复混凝土结构的制作方法，包括步骤：

步骤1：制作硅酸钠修复剂颗粒；

步骤2：设计混凝土配合比，确定渗透结晶材料颗粒和硅酸钠修复剂颗粒掺量，其中，所述渗透结晶材料颗粒取代水泥比重为1.85%~2.15%，所述硅酸钠修复剂颗粒掺量与水泥体积比为4.0%~4.5%；

步骤3：浇筑混凝土构件上的混凝土，并养护成型。

进一步地，所述的步骤1具体包括：

步骤11：在容器中倒入乙醇，再将乙基纤维素倒入容器，混合搅拌均匀，使乙基纤维素溶解；

步骤12：再将无水硅酸钠倒入容器，搅拌使混合均匀；

步骤13：加热容器，加速乙醇挥发，以得到固体物质；

步骤14：将固体物质破碎成直径为5~6mm的片状颗粒，即为实际使用的硅酸钠修复剂颗粒。

进一步地，所述的步骤2中，当所述混凝土构件的强度等级为C40、其坍落度为160~200mm时，水泥用量为228~243份、细骨料用量为700~750份、粗骨料用量为1060~1100份、水用量为156~160份、粉煤灰用量为111~114份、减水剂用量40~43份。

进一步地，所述水泥为PO 42.5普通硅酸盐水泥；所述粉煤灰为符合国际GB/T1506 —2005 标准的Ⅱ级电厂粉煤灰；所述粗骨料 5~16mm 连续级配的石灰石碎石；所述细骨料为天然河砂和Ⅱ区中砂；所述减水剂减水率为30%且固含量为40%的聚羧酸减水剂。