[发明专利]用于自修复混凝土的双层管状修复液承载系统

说明书

本发明提供一种用于自修复混凝土的双层管状修复液承载系统，它是包括内、外两层的中空管；其中所述的内层为多孔层，材质为具有变形能力的金属且表面均匀分布有通孔；所述的外层为致密层，材质为水溶性聚合物且厚度在1‑4mm；所述的内层用于装载混凝土修复液；所述的通孔用于向外输送修复液；所述的外层用于在混凝土浇筑时隔绝修复液与混凝土，并在混凝土固化过程中随着水分散失而分解殆尽。本发明的还提供基于所述修复液承载系统的自修复式钢筋混凝土预制件。本发明的修复液承载系统能够解决现有自修复混凝土修复液承载容器振捣时易破裂等问题，并且实现自修复混凝土的多次自修复。

技术领域

本发明涉及一种新型钢筋混凝土结构用双层管自修复体系，可实现对混凝土的多次自修复，属于建筑结构领域。

背景技术

为了弥补混凝土抗拉强度低的缺点，通常在结构中布置加固钢筋，由于混凝土中的碱性环境，使得钢筋表面形成一道保护膜，保护钢筋免于锈蚀。然而混凝土在受拉时易发生开裂，混凝土开裂后使得有害物质例如氯离子、氧气以及二氧化碳等进入混凝土内部，当这些物质逐渐渗入接触钢筋后，钢筋保护层被破坏致使钢筋发生锈蚀膨胀，引起周围混凝土的继续开裂和剥落，危及混凝土结构的安全性和耐久性。

混凝土的劣化时常发生并且难以预测和监控，对混凝土损伤的检测耗费大量人力。通常混凝土发生的内部损伤是不可见的，并且混凝土结构的劣化特别是在侵蚀环境下是一个自我加速的过程并且速度很快，例如在高浓度氯化物和硫酸盐环境下，混凝土结构的耐久性大幅度降低，这种劣化通常不易被发现，直到结构出现严重开裂和腐蚀，随后才会对其开展修复。然而，混凝土的维修质量并不令人满意，近乎半数的混凝土维修以失败告终，需要进行再次维修和加固。

在过去的二十年中，自修复混凝土技术被认为是解决混凝土修复问题较为有效的方法。采用自修复混凝土可以提高混凝土结构的安全性和耐久性，该项技术在延长混凝土结构的使用寿命、减少维护频率和成本方面具有重要意义。自修复混凝土不仅减少了建筑材料生产和运输所产生的能源消耗，减少了建筑垃圾的产生，同时还有助于解决社会问题，例如因基础设施的维护和重建而造成的交通变化与堵塞。因此自修复混凝土是实现优异耐久性、可持续和低生命周期成本混凝土基础设施的一项很有前景的技术。

混凝土具有裂缝自我修复的能力。1937年在破裂的水管内首次直接观察到混凝土自我修复的现象。随后的研究同样证实了混凝土内在的自我修复特性。这种内在的自我修复是由于未水化的水泥颗粒以及氢氧化钙与二氧化碳的反应所导致的碳酸钙沉淀。Qian和Zhou研究了不同环境下混凝土的内在自我修复性能，揭示了混凝土内在的自愈性局限于环境条件，需要水和二氧化碳的存在。一般来说，混凝土内在自我修复的效率很低，可以治愈的最大裂缝宽度限制在零点几毫米以内。

为了实现混凝土有效的自修复，许多研究人员将不同的化学液体和细菌溶液引入自我修复的混凝土系统作为修复液。修复液储存在管状载体或封装在胶囊中，管状载体嵌入混凝土，胶囊则随混凝土一起拌合。当混凝土开裂时，承载修复液的管道/胶囊破裂，使修复剂进入裂缝从而修复裂缝。尽管许多研究已经证明，这些自我修复的混凝土系统在某些实验室条件下是有效的，但管道和胶囊具有局限性，有时在工程实践中是不适用的。承载修复液的管道的胶囊是由易碎的材料制成的，如玻璃、陶瓷等，以确保它们在混凝土开裂后能够及时破裂，因此在拌合和浇筑混凝土时管道和胶囊易提前发生破裂，失去自修复功能。由于容量的限制，以胶囊为修复液承载容器的自修复混凝土系统可能无法修复较大的裂缝，而以管状载体为修复液容器的自修复混凝土系统中自修复过程是不可重复的，因为其一旦破裂，内部修复液便完全流失。随着修复液容器体积掺量的增加，还会对基体强度造成一定的削弱，降低结构承载力。因此自修复混凝土技术很少在工程实践中应用。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种钢筋混凝土结构用双层管自修复体系，以解决现有自修复混凝土修复液承载容器振捣时易破裂等问题，并且实现自修复混凝土的多次自修复。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：