[发明专利]一种囊壁易降解的混凝土细微观裂缝微胶囊自修复材料

说明书

本发明属于混凝土自修复材料技术领域，涉及一种囊壁易降解的混凝土细微观裂缝微胶囊自修复材料，通过微胶囊预先贮存修复剂，所述囊壁采用在光作用下易氧化降解的纤维素材料，具有光氧降解效果，可保证在混凝土出现裂纹处破裂，释放自修复剂；所述自修复剂芯材包含：硅酸钠（沉淀结晶）、葡萄糖酸钠（络合‑沉淀）、高吸附剂、钙离子补充剂、膨胀剂，自修复芯材重量比为硅酸钠：葡萄糖酸钠：高吸附剂：钙离子补充剂：膨胀剂=（6~10）:（0.8~1.2）:（6~10）:（8~12）:（8~12）。所述自修复剂具有宏观修复与细微观修复的互补性，具备长期、可持续性的自修复能力。

技术领域

本发明属于混凝土自修复材料技术领域，涉及一种囊壁易降解的混凝土细微观裂缝微胶囊自修复材料。

背景技术

水泥混凝土是一种脆性很强的材料，在早期硬化及服役使用过程中易出现细微观裂缝，降低结构耐久性。尽管在工程上采取了很多避免混凝土开裂的技术措施，但是混凝土结构开裂的现象依然普遍存在，使用寿命远低于预期。

目前对于开裂后的混凝土结构主要采用涂层、灌缝等方式来缓解裂缝对于结构耐久性的影响，存在养护工作量大、养护费用高、局部施工困难、寿命周期内需要多次重复施工等问题。混凝土自修复材料使混凝土自身具有修复功能，在出现细微裂缝的情况下，可以通过自修复材料物理或化学作用填充细微裂缝，这将大幅度简化混凝土桥梁养护工作量和养护难度，降低养护费用。

当前混凝土自修复材料主要通过微胶囊或玻璃微管等容器预先贮存修复剂，当混凝土开裂后，裂缝拉裂囊壁或玻璃管，修复剂泄漏，自身或与外界物质发生物理或化学反应，封堵裂缝。囊壁物质和自修复剂是混凝土自修复材料的核心。

发明内容

本发明提供一种自修复材料，通过微胶囊预先贮存自修复剂。其囊壁为在光作用下易氧化降解的纤维素材料，自修复剂芯材主要为硅酸钠、葡萄糖酸钠、吸附剂、钙离子补充剂和膨胀剂。

本发明采用如下技术方案：自修复材料的囊壁采用在光作用下易氧化降解的纤维素材料，具有光氧降解效果，可保证在混凝土出现裂纹处破裂，释放自修复剂。自修复芯材包含：硅酸钠（沉淀结晶）、葡萄糖酸钠（络合-沉淀）、高吸附剂、钙离子补充剂、膨胀剂。自修复芯材重量比为硅酸钠：葡萄糖酸钠：高吸附剂：钙离子补充剂：膨胀剂=（6~10）:（0.8~1.2）:（6~10）:（8~12）:（8~12）。

所述囊壁的破碎作用是化学作用，而非依靠裂缝开裂产生撕裂的物理作用，破碎效果更有保障；对于没有开裂的混凝土，自修复材料的囊壁不会发生破裂，自修复芯材依然可以稳定存留，保持自修复能力。

所述混凝土自修复剂芯材具有宏观修复与细微观修复的互补性。所述自修复芯材中含有膨胀剂，在囊壁劈裂释放出来以后可以立即吸水膨胀，填补相对较大的缝隙；所述自修复芯材中的硅酸钠，可与钙离子结合生成硅酸钙结晶，与混凝土内部物质相容性好，可持续充填修复氧化镁膨胀后的细微缝隙，使得重填裂缝的物质变得更加致密。

所述混凝土自修复材料具有长期、可持续性的自修复能力。所述自修复芯材中的高吸附性材料具有很强的吸附性，可以吸附其他修复剂，且具有缓释的作用，有利于微胶囊封装；钙离子补充剂起到钙离子补充源的作用，在混凝土遭受碳化作用等导致钙离子损失的情况下，可以释放钙离子，保证混凝土裂缝处有足够的形成硅酸钙结晶的钙离子源；另外，所述自修复芯材中含有葡萄糖酸钠，可以促使钙离子在混凝土内的移动，当混凝土结构长期使用后、混凝土和自修复剂中的钙离子出现不足的情况下，可以保障从外界方便地补充钙离子源，弥补混凝土中钙离子不足而不能进行自修复的缺陷，使混凝土细微观裂缝修复能力更长久和具有可持续性。

本发明的有益效果在于：自修复材料的囊壁具有光氧降解效果，可保证在混凝土出现裂纹处破裂，释放自修复剂。所述混凝土自修复剂芯材具有宏观修复与细微观修复的互补性。所述混凝土自修复材料具有长期、可持续性的自修复能力。

具体实施方式