本发明涉及混凝土添加剂领域,具体涉及一种混凝土自动修复添加剂。
背景技术:
智能混凝土的研究可追溯到上世纪60年代,前苏联学者采用炭黑掺入混凝土中尝试制备水泥基导电复合材料,之后有学者提出在混凝土中掺加碳纤维,形成智能混凝土。为了制作具有自感知功能的智能混凝土,往往需要往混凝土里添加导电材料,譬如碳类、金属类等,包括碳纤维、炭黑、金属粉末、金属纤维等等。智能混凝土的应用主要有结构受力和损伤监测、交通流量监控等方面。石墨烯的具有卓越的力学和导电性能,用于混凝土内部的自动修复具有重要意义。
技术实现要素:
鉴于上述石墨烯的优良性能,本发明提出了一种科学配伍的、与混凝土配合使用、具有高效自动修复功能、提高混凝土使用寿命和稳定性的混凝土自动修复添加剂。
为了实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
所述修复材料为微珠;所述微珠包括芯材和膜材;所述芯材为以下物质中的任意一种或几种:纳米镍铝合金、纳米镍钛合金、氢氧化钠;所述膜材为聚氧乙烯;所述芯材与膜材的体积比为1-3:1;
所述原状石墨烯或氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,所述原状石墨烯或氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1-1.5。
优选的,混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
优选的,凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
优选的,所述微珠的粒径为2-8mm。
优选的,所述玻璃纤维的长度为15-25mm;所述碳纤维的长度为30-40mm。
优选的,所述压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅或铌锂锆钛酸铅压电陶瓷。
优选的,所述压电陶瓷的长度为15-25mm;宽度为1-3mm,高度为5-10mm。
本发明混凝土自动修复添加剂,其有益效果在于:
(1)石墨烯,修复材料、玻璃纤维、碳纤维和压电陶瓷混合添加。石墨烯具有良好的电学性能和导线性能,在混凝土中能够作为导电介质通电。而修复材料为纳米镍铝合金或纳米镍钛合金或氢氧化钠制成的微珠,微珠在混凝土中分散性能好,分散均匀,且具有良好的导线性能。当混凝土使用旧后出现破裂时,通电即可使修复材料带电,并根据所带电荷进行移动,达到自动修复裂痕的效果。
(2)本发明中存在的微珠,均匀分散,使断裂处的修复更加平整彻底,避免出现断层;
(3)本发明中采用玻璃纤维和碳纤维,改善混凝土的承压力,提高混凝土的承受力和使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。
实施例1
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
修复材料为纳米镍铝合金微珠和纳米镍钛合金微珠的混合物,其中纳米镍铝合金微珠和纳米镍钛合金微珠的比例为2:1;微珠表面的膜材为聚氧乙烯;纳米镍铝合金与膜材的体积比为2:1;纳米镍钛合金微珠与膜材的体积比为2:1。微珠的粒径为8mm;
氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1。
玻璃纤维的长度为25mm;碳纤维的长度为40mm;压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅压电陶瓷,压电陶瓷的长度为25mm;宽度为2mm,高度为5mm。
实施例2
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
修复材料为纳米镍铝合金微珠和氢氧化钠的混合物,其中纳米镍铝合金微珠和氢氧化钠的比例为3:1;微珠表面的膜材为聚氧乙烯;纳米镍铝合金与膜材的体积比为1:1;微珠的粒径为5mm;
氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1.5。
玻璃纤维的长度为15mm;碳纤维的长度为30mm;压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅压电陶瓷,压电陶瓷的长度为25mm;宽度为1mm,高度为5mm。
实施例3
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
修复材料为纳米镍铝合金微珠;微珠表面的膜材为聚氧乙烯;纳米镍铝合金与膜材的体积比为1:1;微珠的粒径为5mm;
氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1.5。
玻璃纤维的长度为15mm;碳纤维的长度为30mm;压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅压电陶瓷,压电陶瓷的长度为25mm;宽度为1mm,高度为5mm。
实施例4
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
修复材料为纳米镍钛合金微珠;微珠表面的膜材为聚氧乙烯;纳米镍钛合金与膜材的体积比为1:1;微珠的粒径为5mm;
氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1.5。
玻璃纤维的长度为15mm;碳纤维的长度为30mm;压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅压电陶瓷,压电陶瓷的长度为25mm;宽度为1mm,高度为5mm。
实施例5
一种混凝土自动修复添加剂,包括以下物质组分,按重量份计:
修复材料为纳米镍钛合金微珠;微珠表面的膜材为聚氧乙烯;纳米镍钛合金与膜材的体积比为1:1;微珠的粒径为5mm;
氧化石墨烯表面设有聚氧乙烯膜材,氧化石墨烯与聚氧乙烯膜材的体积比例为1:1.5。
玻璃纤维的长度为15mm;碳纤维的长度为30mm;压电陶瓷为极化后的铌镁锆钛酸铅压电陶瓷,压电陶瓷的长度为25mm;宽度为1mm,高度为5mm。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。