一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，包括自制反应釜，所述自制反应釜由不锈钢外壳和不锈钢上盖组成，所述不锈钢外壳内部安装有搅拌机构和蒸汽加热机构，所述搅拌机构外侧壁绕接有耐热线圈，所述不锈钢外壳顶部可拆卸连接有不锈钢上盖，其以阿拉伯树胶和明胶为原料，制备成相应的水溶液，随后再混入六水合氟硅酸镁，在超声波和电磁环境下进行充分的搅拌得到混凝土自我修复微囊，使得喷射混凝土的早期强度得到提升，相较于传统的未添加自我修复微囊的速凝剂相比，早期强度更高，具有了自修复性能，能够自行修复混凝土施工后内部产生的裂纹，且成本不高，工艺简单，重复性良好。

【技术实现步骤摘要】
一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法
本专利技术涉及复合材料制备
，具体为一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法。
技术介绍
在战时的人防工程施工中，常常需要使用喷射混凝土对其加固，为使混凝土迅速凝固，常使用速凝剂缩短混凝土的凝结时间，掺杂速凝剂可以减少施工中的回弹损失，提升喷射混凝土的硬化速度，防止施工中由于重力作用导致混凝土脱落。传统的施工方法中只单一使用速凝剂，存在以下缺点：在速凝剂作用下，水泥水化作用很快，在较短的时间内放出大量的热，混凝土内部与外部的散热条件不同，因此混凝土中心与外部表面之间形成了温度梯度，从而造成温度应力，当这种应力超过混凝土的内外约束力时，将会产生裂缝，此外，由于战时外界环境的影响，在施工时与施工后，常伴随着强烈的震动，在温度梯度的作用下，混凝土分层处的弱结合界面更容易生成裂纹，这种裂纹初期很细，若不加以阻止，裂纹会随时间不断扩张甚至贯穿施工面，造成工程事故，为此，我们提出一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，以阿拉伯树胶和明胶为原料，制备成相应的水溶液，随后再混入六水合氟硅酸镁，在超声波和电磁环境下进行充分的搅拌得到混凝土自我修复微囊，在使用时将制备的混凝土自我修复微囊加入到速凝剂中，使得喷射混凝土的早期强度得到提升，并赋予混凝土一定的自我修复能力，提高战时人防工程的稳定性，对提高我国战时的应变能力有着深远的意义，相较于传统的未添加自我修复微囊的速凝剂相比，早期强度更高，具有了自修复性能，能够自行修复混凝土施工后内部产生的裂纹，且成本不高，工艺简单，重复性良好。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，包括自制反应釜，所述自制反应釜由不锈钢外壳和不锈钢上盖组成，所述不锈钢外壳内部安装有搅拌机构和蒸汽加热机构，所述搅拌机构外侧壁绕接有耐热线圈，所述不锈钢外壳顶部可拆卸连接有不锈钢上盖，所述不锈钢外壳表面安装有第一接线柱和第二接线柱，所述不锈钢外壳表面底部安装有温控接口，所述不锈钢外壳内部安装有聚四氟乙烯内衬且聚四氟乙烯内衬位于搅拌机构和蒸汽加热机构外部，所述不锈钢外壳内部底端安装有超声波发生器。优选的，所述第一接线柱和第二接线柱均与耐热线圈电连接，所述温控接口与蒸汽加热机构相连接。优选的，所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下原料：六水合氟硅酸镁、阿拉伯树胶和明胶。优选的，所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下步骤：S1、选取阿拉伯树胶配置成动力黏度为5-50Pa·s的水溶液，然后置于自制反应釜中，在40-55℃、超声波功率为240W条件下搅拌1-2h，得到阿拉伯树胶水溶液。S2、将明胶配置成20-40g/L的水溶液，然后置于自制反应釜中，在33-42℃、超声波功率为360W的条件下搅拌3h，得到明胶水溶液。S3、将阿拉伯树胶水溶液和明胶水溶液按照2：1的比例混合后加入自制反应釜中，再加入自制反应釜内部液体质量四分之一的六水合氟硅酸镁，将混合物在一定超声波功率P以及搅拌速度N条件下进行混合，搅拌期间在反应釜中施加恒定磁场，搅拌2h得到含有自修复微囊体的液A。优选的，所述自制反应釜直径D≥1.8m。优选的，S3中自制反应釜搅拌速度为速度N大于等于临界速率Nc。优选的，S3中超声波功率P以及临界速率Nc满足以下关系：-0.1667P+400=Nc，其中0≤P≤600。优选的，S3中磁场强度为100-500mT。优选的，液A使用时混配的速凝剂为一切符合《GB/T35159-2017喷射混凝土用速凝剂》规定指标的无碱液体速凝剂。本专利技术的有益效果如下：以阿拉伯树胶和明胶为原料，制备成相应的水溶液，随后再混入六水合氟硅酸镁，在超声波和电磁环境下进行充分的搅拌得到混凝土自我修复微囊，在使用时将制备的混凝土自我修复微囊加入到速凝剂中，使得喷射混凝土的早期强度得到提升，并赋予混凝土一定的自我修复能力，提高战时人防工程的稳定性，对提高我国战时的应变能力有着深远的意义，相较于传统的未添加自我修复微囊的速凝剂相比，早期强度更高，具有了自修复性能，能够自行修复混凝土施工后内部产生的裂纹，且成本不高，工艺简单，重复性良好。附图说明图1为本专利技术的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法的自制反应釜的整体结构示意图。图中：1、搅拌机构；2、蒸汽加热机构；3、耐热线圈；4、不锈钢上盖；5、第一接线柱；6、第二接线柱；7、温控接口；8、聚四氟乙烯内衬；9、不锈钢外壳；10、超声波发生器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，包括自制反应釜，所述自制反应釜由不锈钢外壳和不锈钢上盖组成，所述不锈钢外壳内部安装有搅拌机构和蒸汽加热机构，所述搅拌机构外侧壁绕接有耐热线圈，所述不锈钢外壳顶部可拆卸连接有不锈钢上盖，所述不锈钢外壳表面安装有第一接线柱和第二接线柱，所述不锈钢外壳表面底部安装有温控接口，所述不锈钢外壳内部安装有聚四氟乙烯内衬且聚四氟乙烯内衬位于搅拌机构和蒸汽加热机构外部，所述不锈钢外壳内部底端安装有超声波发生器。优选的，所述第一接线柱和第二接线柱均与耐热线圈电连接，所述温控接口与蒸汽加热机构相连接。优选的，所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下原料：六水合氟硅酸镁、阿拉伯树胶和明胶。优选的，所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下步骤：S1、选取阿拉伯树胶配置成动力黏度为27.5Pa·s的水溶液，然后置于自制反应釜中，在47.5℃、超声波功率为240W条件下搅拌1.5h，得到阿拉伯树胶水溶液。S2、将明胶配置成30g/L的水溶液，然后置于自制反应釜中，在37.5℃、超声波功率为360W的条件下搅拌3h，得到明胶水溶液。S3、将阿拉伯树胶水溶液和明胶水溶液按照2：1的比例混合后加入自制反应釜中，再加入自制反应釜内部液体质量四分之一的六水合氟硅酸镁，将混合物在一定超声波功率P以及搅拌速度N条件下进行混合，搅拌期间在反应釜中施加恒定磁场，搅拌2h得到含有自修复微囊体的液A。优选的，所述自制反应釜直径D≥1.8m。优选的，S3中自制反应釜搅拌速度为速度N大于等于临界速率Nc。优选的，S3中超声波功率P以及临界速率Nc满足以下关系：-0.1667P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，包括自制反应釜，其特征在于：所述自制反应釜由不锈钢外壳（9）和不锈钢上盖（4）组成，所述不锈钢外壳（9）内部安装有搅拌机构（1）和蒸汽加热机构（2），所述搅拌机构（1）外侧壁绕接有耐热线圈（3），所述不锈钢外壳（9）顶部可拆卸连接有不锈钢上盖（4），所述不锈钢外壳（9）表面安装有第一接线柱（5）和第二接线柱（6），所述不锈钢外壳（9）表面底部安装有温控接口（7），所述不锈钢外壳（9）内部安装有聚四氟乙烯内衬（8）且聚四氟乙烯内衬（8）位于搅拌机构（1）和蒸汽加热机构（2）外部，所述不锈钢外壳（9）内部底端安装有超声波发生器（10）。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，包括自制反应釜，其特征在于：所述自制反应釜由不锈钢外壳（9）和不锈钢上盖（4）组成，所述不锈钢外壳（9）内部安装有搅拌机构（1）和蒸汽加热机构（2），所述搅拌机构（1）外侧壁绕接有耐热线圈（3），所述不锈钢外壳（9）顶部可拆卸连接有不锈钢上盖（4），所述不锈钢外壳（9）表面安装有第一接线柱（5）和第二接线柱（6），所述不锈钢外壳（9）表面底部安装有温控接口（7），所述不锈钢外壳（9）内部安装有聚四氟乙烯内衬（8）且聚四氟乙烯内衬（8）位于搅拌机构（1）和蒸汽加热机构（2）外部，所述不锈钢外壳（9）内部底端安装有超声波发生器（10）。


2.根据权利要求1所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，其特征在于：所述第一接线柱（5）和第二接线柱（6）均与耐热线圈（3）电连接，所述温控接口（7）与蒸汽加热机构（2）相连接。


3.根据权利要求1所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，其特征在于：所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下原料：六水合氟硅酸镁、阿拉伯树胶和明胶。


4.根据权利要求1所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法，其特征在于：所述的一种磁场耦合下超声波辅助混凝土自修复微囊的制备方法包含如下步骤：
S1、选取阿拉伯树胶配置成动力黏度为5-50Pa·s的水溶液，然后置于自制反应釜中，在40-55℃、超声波功率为240W条...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宗鸿，陈杰，田应兵，方世昌，邓妮，
申请(专利权)人：贵州石博士科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52