[发明专利]一种光磁耦合式自愈合混凝土及其制备方法与装置

权利要求书

1.一种光磁耦合式自愈合混凝土，其特征在于，包括混凝土基件（1-1）、磁性微胶囊（1-2）和导光装置（1-3），所述磁性微胶囊（1-2）分布在所述混凝土基件（1-1）内部，所述导光装置（1-3）通过浇筑的方式固定在所述混凝土基件（1-1）上；所述磁性微胶囊（1-2）的包括胶囊壁材和磁性芯材乳液，所述胶囊壁材为脲醛树脂预聚体；

所述磁性芯材乳液的制备方法包括：

将磁性材料与复合乳化剂、修复剂混合，加入正辛醇，形成O/W型乳化液；所述修复剂为环氧树脂；

所述光磁耦合式自愈合混凝土的制备方法包括：

将所述磁性微胶囊（1-2）与水泥基材、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、PVA纤维混合均匀，浇筑在固定有所述导光装置（1-3）的混凝土成型模具上，脱模后养护，得到自愈合混凝土。

2.根据权利要求1所述的自愈合混凝土，其特征在于，所述胶囊壁材的制备方法包括：

将尿素和甲醛溶液混合均匀，调节pH值至8.0～9.0，加热搅拌后得到脲醛树脂预聚体；

所述尿素和甲醛溶液的物质的量比为1:2。

3.根据权利要求1所述的自愈合混凝土，其特征在于，所述磁性材料为金属氧化物；

所述复合乳化剂为十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯醇按质量分数2:1混合制成；

所述磁性材料、复合乳化剂与修复剂的质量比为1:1:20。

4.根据权利要求1所述的自愈合混凝土，其特征在于，所述磁性微胶囊（1-2）的制备方法包括：

将所述胶囊壁材和磁性芯材乳液混合，加热搅拌反应3h，加入NH₄Cl催化剂至pH达到3.0，加入水至溶液不粘稠；

加入固化剂苯二酚，继续搅拌至乳液固化；

调节pH值为7.0，冷却、抽滤、干燥，得到磁性微胶囊（1-2）粉末；

胶囊壁材和磁性芯材乳液的质量比为1:1。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的自愈合混凝土，其特征在于，

所述水泥基材包括水泥、砂和碎石；

所述PVA纤维的体积为水泥体积的5%；

所述磁性微胶囊（1-2）的质量为水泥质量的5%

所述2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚的质量为水泥质量的2.5%。

6.根据权利要求5所述的自愈合混凝土，其特征在于，所述导光装置（1-3）包括采光部件（1-3-3），所述采光部件（1-3-3）一侧通过机械转轴（1-3-2）连接遮光旋盖（1-3-1），所述采光部件（1-3-3）另一侧设有光纤束（1-3-4），所述光纤束（1-3-4）延伸至所述自愈合混凝土内部，所述采光部件（1-3-3）及所述遮光旋盖（1-3-1）暴露在所述自愈合混凝土外部。

7.一种用于混凝土自愈合的装置，包括导光装置（1-3）和响应装置，所述导光装置（1-3）为权利要求6所述的导光装置（1-3），所述响应装置为所述导光装置（1-3）配套装置，用于增加磁场响应。

8.根据权利要求7所述的用于混凝土自愈合的装置，其特征在于，所述响应装置包括电磁感应装置和磁旋转装置；

所述电磁感应装置包括初级线圈（2-1）、次级线圈（2-2）和磁场线圈（2-3），所述初级线圈（2-1）套在尼龙圆柱骨架（2-9）上，所述次级线圈（2-2）中部与尼龙圆柱骨架（2-9）等高，且紧密包裹所述初级线圈（2-1），所述磁场线圈（2-3）位于所述初级线圈（2-1）两侧，与所述初级线圈（2-1）一体成型；

所述磁旋转装置包括电机（2-4），所述电机（2-4）通过连接轴（2-5）与所述电磁感应装置连接。

9.根据权利要求8所述的用于混凝土自愈合的装置，其特征在于，所述初级线圈（2-1）与放电系统（2-8）电连接；

初级线圈（2-1）匝数为35、直径为35mm；

所述初级线圈螺旋线仰角为9.5°；

两个所述磁场线圈（2-3）线圈相对于水平面有一定角度的上扬；

所述连接轴（2-5）与所述电机（2-4）转动连接，所述电机（2-4）上设有电机控制旋转钮（2-6）和把手。