一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术还提供了一种渗透结晶型自修复混凝土的制作方法。本发明专利技术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。

Permeable crystalline self repairing concrete structure and its making method

The invention discloses a permeable crystalline self-repairing concrete structure, which comprises a concrete component, in which permeable crystalline material particles and sodium silicate repairing agent particles are uniformly arranged, and the sodium silicate repairing agent particles are in a microcapsule structure. The invention also provides a method for making self permeable crystalline concrete. The invention can improve the mechanical properties, water resistance and impermeability of concrete structure, and make it have the ability of self-repairing damage, thereby improving the safety, durability and economy of concrete structure.

【技术实现步骤摘要】
一种渗透结晶型自修复混凝土结构及其制作方法
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。本专利技术采用以下方案实现：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PO42.5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。进一步地，所述渗透结晶材料颗粒的密度为2000~2100kg/m3。进一步地，步骤3中，所述硅酸钠修复剂复合颗粒以骨料的形式均匀掺入混凝土中，所述的渗透结晶材料颗粒与水泥一起掺入混凝土中，所述混凝土构件采用自密实混凝土，在浇筑过程中免振捣。与现有技术相比，本专利技术提高了混凝土结构的力学性能及防水抗渗性，同时也赋予了混凝土损伤自修复的能力，在混凝土裂缝的发展初期就进行了针对且有效的抑制，大大降低了裂缝的后期修复所产生的高额成本，极大地提高了混凝土结构的耐久性、安全性和经济性。附图说明图1是本专利技术实施例的自修复混凝土结构的构造示意图。图2是本专利技术实施例的硅酸钠修复剂微胶囊的构造示意图。图中标号说明：1-混凝土构件、2-渗透结晶材料、3-硅酸钠修复剂颗粒、4-无水硅酸钠，5-乙基纤维素。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本专利技术作进一步详细说明。实施例一如图1~2所示，一种渗透结晶型自修复混凝土结构，包括混凝土构件1，所述混凝土构件1内均匀设置有渗透结晶材料颗粒2及硅酸钠修复剂颗粒3，所述的硅酸钠修复剂颗粒3呈微胶囊结构，其中，所述的硅酸钠修复剂颗粒3的囊芯材料为无水硅酸钠4，囊壁材料为乙基纤维素5。所述渗透结晶材料颗粒2为活性硅渗透结晶母料。所述硅酸钠修复剂颗粒3为直径为5~6mm的片状颗粒。实施例二一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3；步骤2：设计混凝土配合比，确定渗透结晶材料颗粒2和硅酸钠修复剂颗粒3掺量，其中，所述渗透结晶材料颗粒2取代水泥比重为1.85%~2.15%，所述硅酸钠修复剂颗粒3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。本实施例中，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5倒入容器，混合搅拌均匀，使乙基纤维素5溶解；步骤12：再将无水硅酸钠4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3。本实施例所述步骤2中，当所述混凝土构件1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。具体地，本实施例中，所述水泥为PO42.5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，所述渗透结晶材料颗粒2活性硅渗透结晶母料，其密度为2000~2100kg/m3。步骤3的浇筑制作过程中，所述硅酸钠修复剂复合颗粒3以骨料的形式均匀掺入混凝土中，所述的渗透结晶材料颗粒2与水泥一起掺入混凝土中，所述混凝土构件1采用自密实混凝土，在浇筑过程中免振捣。上述实施例的混凝土构件1由于掺入渗透结晶材料颗粒2，其中的活性化学物质在混凝土内部与未水化的水泥颗粒发生反应，生成不溶性结晶物质，填充在混凝土裂缝或间隙中，起到密实混凝土、提高强度的作用，即提高混凝土的抗渗性及力学性能。同时，当裂缝裂产生并贯穿硅酸钠修复剂复合颗粒3使无水硅酸钠4暴露，进而与混凝土基体中的氢氧化钙反应生成填充裂缝的水化硅酸钙凝胶，进而使裂缝得到闭合。应说明的是，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渗透结晶型自修复混凝土结构，包括混凝土构件（1），其特征在于：所述混凝土构件(1)内均匀设置有渗透结晶材料颗粒（2）及硅酸钠修复剂颗粒（3），所述的硅酸钠修复剂颗粒（3）呈微胶囊结构。

【技术特征摘要】
1.一种渗透结晶型自修复混凝土结构，包括混凝土构件（1），其特征在于：所述混凝土构件(1)内均匀设置有渗透结晶材料颗粒（2）及硅酸钠修复剂颗粒（3），所述的硅酸钠修复剂颗粒（3）呈微胶囊结构。2.根据权利要求1所述的渗透结晶型自修复混凝土结构，其特征在于：所述的硅酸钠修复剂颗粒（3）的囊芯材料为无水硅酸钠（4），囊壁材料为乙基纤维素（5）。3.根据权利要求1所述的渗透结晶型自修复混凝土结构，其特征在于：所述渗透结晶材料颗粒（2）为活性硅渗透结晶母料。4.根据权利要求1所述的渗透结晶型自修复混凝土结构，其特征在于：所述硅酸钠修复剂颗粒（3）为直径为5~6mm的片状颗粒。5.一种如权利要求1-4中任一项所述自修复混凝土结构的制作方法，其特征在于，包括步骤：步骤1：制作硅酸钠修复剂颗粒（3）；步骤2：设计混凝土配合比，确定渗透结晶材料颗粒（2）和硅酸钠修复剂颗粒（3）掺量，其中，所述渗透结晶材料颗粒（2）取代水泥比重为1.85%~2.15%，所述硅酸钠修复剂颗粒（3）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。6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，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（5）倒入容器，混合搅拌均匀，使乙基纤维素（5）溶解；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕宏鑫，李静，陈连佳，甘振先，陈万昕，李小雨，冯伟浩，高嘉欣，戚桠童，韦欣怡，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44