[发明专利]一种混凝土化学自修复微胶囊及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及混凝土缓蚀剂胶囊，尤其涉及一种混凝土化学自修复微胶囊及其制备方法。

[背景技术]

钢筋混凝土作为传统建筑材料的代表，其具有抗压强度高、耐久性强、成本低等特点，广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、道路工程、地下工程、水利水电工程、港口和海洋工程等结构物，目前又向着大跨结构、高耸结构、巨型结构和特种结构渗透，是应用得最为广泛的建筑材料。在役混凝土结构中，随着长期的使用和周围复杂环境的影响，尤其处在滨海环境下，植入混凝土中的钢筋不可避免地发生锈蚀，导致钢筋混凝土结构承载力大幅降低，轻者会降低结构使用寿命，重者会危及结构安全，给国民经济带来巨大损失。因此，在役钢筋混凝土中的钢筋生锈问题是一个长期困扰土木工程人员的技术难题。

研究表明混凝土中的钢筋自然腐蚀的主要原因包括两个方面：1）混凝土碳化导致钢筋所在的环境PH降低破坏钢筋表面钝化膜而锈蚀；2）氯离子浓度过大，研究表明氯离子浓度/氢氧根离子浓度>0.6易发生锈蚀。

一些学者提出在钢筋混凝土制备过程中加入缓蚀剂，其中亚硝酸盐类是比较典型的代表，但是使用这一方法，缓蚀剂在初期的大量流失使得其在钢筋缓蚀方面的效果是微乎其微。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种智能化、阻锈效果好的混凝土化学自修复微胶囊及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种混凝土化学自修复微胶囊，包括囊芯和包衣，所述囊芯包括水溶性碱和成型剂，所述包衣包括对低碱环境敏感的有机材料；所述的水溶性碱为氢氧化钙、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊，所述的成型剂包括增稠剂、分散剂、增稠剂和粘合剂；所述对低碱环境敏感的有机材料为乙基纤维素、聚苯乙烯树脂或聚丙烯酸树脂。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊，所述的囊芯按重量份由以下配比组成：

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊，囊芯的直径为0.3毫米至0.5毫米，胶囊的直径为0.35毫米至1.5毫米。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊，囊芯与包衣的重量比为1：0.25-0.4。

一种上述混凝土化学自修复微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

601）囊芯的制备：将水溶性碱、成型剂和溶剂混合后，投入挤出滚圆机挤出成条状，条状材料倒入挤出滚圆机的滚筒中滚圆，然后进行干燥处理，制得囊芯；

602）包衣液配制：按包衣液的配方用溶剂将配方中对低碱环境敏感的有机材料溶解得到包衣液。

603）喷雾包衣：将囊芯放入喷雾包衣设备的滚筒中，在包衣模式下，用泵将包衣液通过设备的喷雾嘴喷到滚动的囊芯上；

604）干燥：在温度30-40℃，强制通风的条件下，在干燥设备的滚筒中干燥10-20分钟，然后自然降温、晾干。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊的制备方法，在步骤601中，囊芯按重量份由以下配比制成：

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊的制备方法，在步骤602中，包衣液按重量份由以下配比配制而成：

乙基纤维素          100；

乙醇                150-300；

甲苯                800-1000。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊的制备方法，在步骤602中，包衣液按重量份由以下配比配制而成：

聚苯乙烯            100；

三氯甲烷            900-1600。

以上所述的混凝土化学自修复微胶囊的制备方法，囊芯的直径为0.3毫米至0.5毫米，胶囊的直径为0.35毫米至1.5毫米；囊芯与包衣液中干物质的重量比为1：0.25-0.4。

本发明混凝土化学自修复微胶囊具有良好的稳定性，通过囊芯材料和包衣材料的质量配比的变化，微胶囊的释放速率可以做到可控优化，用水溶性碱提升PH达到延缓混凝土碳化和钢筋缓蚀的目的，所用材料均绿色环保。所以，本发明混凝土化学自修复微胶囊具有可控优化，有效期长、缓释效果好且绿色环保的效果。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例混凝土化学自修复微胶囊在扫描电子显微镜下的形态图。

图2是本发明实施例混凝土化学自修复微胶囊在PH=13环境下的形态图。