水泥混凝土微膠囊自修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、混凝土結(jié)構(gòu)由于最初施工工藝不當(dāng)，使用過(guò)程中受荷載、材料老化以及外界環(huán)境因素的影響，會(huì)不可避免地出現(xiàn)微裂縫和局部損傷，其修復(fù)問(wèn)題已備受關(guān)注。傳統(tǒng)的事后被動(dòng)修補(bǔ)方式，已不能滿足目前對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)部位材料性能的要求。為了能實(shí)現(xiàn)混凝土材料的自修復(fù)，本文首先合成了自修復(fù)微膠囊，再將其應(yīng)用于混凝土中，通過(guò)對(duì)強(qiáng)度及滲透性的修復(fù)情況研究評(píng)價(jià)其自修復(fù)性能。
　　本文根據(jù)對(duì)自修復(fù)微膠囊的性能要求，以雙組分膠粘劑環(huán)氧樹(shù)脂為芯材、以甲醛和尿素合成脲醛樹(shù)脂壁材

2、，采用原位聚合法合成脲醛樹(shù)脂包覆環(huán)氧樹(shù)脂的微膠囊。結(jié)合光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡等對(duì)微膠囊的合成工藝進(jìn)行了研究，分析乳化劑種類和用量、原料配比、終點(diǎn)pH值和攪拌速率對(duì)微膠囊物性的影響，以此得出最優(yōu)工藝:取質(zhì)量比為1∶1的芯材和壁材，用5％的復(fù)配乳化劑高速剪切乳化芯材，將所得芯材乳液和脲醛樹(shù)脂預(yù)聚體混合，在450r/min攪拌速率、70℃下恒溫反應(yīng)3h，調(diào)節(jié)溶液pH值為3.0，繼續(xù)攪拌2h固化，即得微膠囊粉末產(chǎn)品。微膠囊的形態(tài)和性能直接影

3、響其修復(fù)效率，所以必須借助掃描電子顯微鏡、激光粒度分析儀等手段對(duì)微膠囊進(jìn)行表征和測(cè)試。通過(guò)試驗(yàn)得出：①微膠囊基本呈球形，表面較粗糙，有部分粘結(jié)現(xiàn)象；②微膠囊粒徑在10μm～100μm之間，基本呈正態(tài)分布，其平均粒徑為33.51μm；③微膠囊芯材含量較低，包覆率僅有57.7％；④芯材環(huán)氧樹(shù)脂被壁材脲醛樹(shù)脂成功包覆;⑤微膠囊熱穩(wěn)定性能良好，其分解溫度大致為200℃?；谖⒛z囊方式的自修復(fù)混凝土，其關(guān)鍵在于自修復(fù)性能的研究。通過(guò)對(duì)預(yù)壓損傷及未

4、預(yù)壓損傷混凝土試件進(jìn)行力學(xué)性能以及抗?jié)B性能試驗(yàn)，研究微膠囊摻量、損傷程度對(duì)混凝土自修復(fù)性能的影響，得出以下結(jié)論:微膠囊對(duì)混凝土基體來(lái)說(shuō)是一種缺陷，會(huì)在一定程度上降低基材的強(qiáng)度。微膠囊對(duì)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)所形成的宏觀裂縫不具有修復(fù)能力，但對(duì)微裂縫卻有較好的修復(fù)性能?；炷恋膹?qiáng)度修復(fù)率和抗?jié)B壓力值隨微膠囊摻量的增量而增加。微膠囊摻量的增加使體系的修復(fù)劑含量增加，即有更多的修復(fù)劑參與修復(fù)微裂紋，使自修復(fù)效果更顯著，微膠囊及固化劑的二元自修復(fù)體系也賦