本发明涉及一种能优化修复环境的自修复混凝土结构，属于自修复混凝土及其类似建筑材料领域。
背景技术：
当前混凝土材料是建筑工程中应用最多最广泛的工程复合材料，抗压能力较强，而劈裂抗拉能力较弱。在服役期间受到多种应力，以及结构徐变导致挠度增加后，不可避免会产生微裂缝，为有害物质进入混凝土提供了通道。由于人工修补成本高昂，效果不佳。因此智能化的无需人工修补的自修复混凝土成为当今混凝土发展的趋势。然而，修复剂的修复效果也受到不同内外因素的复合影响，如硅酸钠作为修复剂时，修复剂掺量、ph、cl-浓度等等，都会影响到硅酸钠的修复效果。我国地域辽阔，不同的水域环境对应ph值和cl-浓度不同，有些甚至相差甚远。以硅酸钠作为修复剂的混凝土服役于不同水域时，若是在ph、cl-浓度或硅酸钠掺量不定的情况下，修复效果将难以保证。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种硅酸钠修复剂掺量更优，且能通过缓冲溶液和nacl-溶液，使内部ph在13小幅度波动，含有适量浓度cl-的，能优化修复环境，使修复效果更佳的自修复混凝土结构及其制作方法。
本发明采用以下方案实现：
一种能优化修复环境的自修复混凝土结构，包括由自密实混凝土为材料的混凝土构件，所述混凝土构件内均匀分布有若干两端密封的同心玻璃短管及自溶型硅酸钠修复颗粒，所述同心玻璃短管外层容腔内封装有nacl溶液，内层容腔内封装有缓冲溶液。
进一步地，所述同心玻璃短管由两中空玻璃纤维管同心嵌套而成，管长为25mm，内径为6mm，外径为8mm。
进一步地，所述自溶型硅酸钠修复颗粒包括外层薄膜、包裹在所述外层薄膜内的硅酸钠，所述外层薄膜的材料为聚乳酸。
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、分别制备自溶型硅酸钠修复颗粒3、内部填充有nacl溶液和缓冲溶液的同心玻璃短管；
步骤2、设计混凝土配合比，确定同心玻璃短管2和自溶型硅酸钠修复颗粒3的体积掺量；
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nacl溶液的浓度为0.3mol/l～0.35mol/l，质量掺量为水泥的0.4％～0.5％。
进一步地，所述缓冲溶液主要由na3po4和na2hpo4混合而成，其中na3po4的浓度为0.1mol/l，na2hpo4的浓度为0.44mol/l，所述缓冲溶液的ph值为13。
进一步地，所述的自溶型硅酸钠修复颗粒制作过程具体包括：
步骤11、将硅酸钠与外层薄膜原料混合，所述硅酸钠与外层薄膜原料的摩尔比为8～10；
步骤12、再混合后的硅酸钠与外层薄膜原料放入浓度为0.08～0.1g/ml的乙醇溶液中，在温度为45～50℃的条件下浸渍1～2h浸渍，形成胶囊状自溶型硅酸钠修复颗粒。
进一步地，所述的步骤2中，当混凝土构件的强度等级为c40、其坍落度为160～200mm时，其水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、减水剂的配合比为：1：1.75：3.58：0.46：0.26：0.012，所述同心玻璃短管的体积掺量为2.5％，所述的自溶型硅酸钠修复颗粒3与胶凝材料的体积比为4％～6％。
进一步地，所述水泥为po42.5级，密度为3100kg/m3；所述的粉煤灰为ⅱ粉煤灰，密度为2100kg/m3；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为28～30％；所述粗骨料为最大粒径为25mm碎石，表观密度2600kg/m3，堆积密度1600kg/m3，紧密堆积密度1680kg/m3；所述细骨料为中砂，表观密度2620kg/m3，堆积密度1610kg/m3，紧密堆积密度1700kg/m3，细度模数为2.6。
进一步地，步骤3中，所述自溶型硅酸钠修复颗粒的添加方法是先将其混入水中，在混凝土搅拌时加入，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，该发明具有以下有益效果：
该混凝土内部具有ph＝13的缓冲溶液，当微裂缝产生时，渗入水分不多，因此缓冲溶液缓冲能力充足，可使混凝土内部ph稳定在13左右，此ph下硅酸钠的修复效果最佳。同时，内部还具有0.3mol/l～0.5mol/l的nacl溶液，此时nacl质量掺量为0.4％～0.5％，此掺量下cl-能有效促进水泥水化且不会腐蚀混凝土结构。并且，硅酸钠修复剂体积掺量为4％-6％，此掺量下硅酸钠的修复效果最佳。通过实验得知，这三种因素并不相互影响，因此，该混凝土充分保持了内外因素的最优条件，修复效果更佳，是一种优化修复环境的自修复混凝土。在工程应用中具有更好的实用性，经济性以及耐久性。
附图说明
图1是本发明实施例的构造示意图。
图2是本发明实施例的同心玻璃短管示意图。
图3是本发明实施例的自溶型硅酸钠修复颗粒示意图。
图中标号说明：1-混凝土构件、2-同心玻璃短管、3-自溶型硅酸钠修复颗粒、4-nacl溶液、5-缓冲溶液、6-外层薄膜、7-硅酸钠。
具体实施方式
为使本发明的目的、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，对本发明作进一步详细说明。
实施例一
如图1～3所示，一种能优化修复环境的自修复混凝土结构，包括由自密实混凝土为材料的混凝土构件1，所述混凝土构件1内均匀分布有若干两端密封的同心玻璃短管2及自溶型硅酸钠修复颗粒3，所述同心玻璃短管2外层容腔内封装有nacl溶液4，内层容腔内封装有缓冲溶液5。
所述同心玻璃短管由两中空玻璃纤维管同心嵌套而成，管长为25mm，内径为6mm，外径为8mm。
所述自溶型硅酸钠修复颗粒3包括外层薄膜6、包裹在所述外层薄膜6内的硅酸钠7，所述外层薄膜6的材料为聚乳酸。
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、分别制备自溶型硅酸钠修复颗粒3、内部填充有nacl溶液4和缓冲溶液5的同心玻璃短管2；
步骤2、设计混凝土配合比，确定同心玻璃短管2和自溶型硅酸钠修复颗粒3的体积掺量；
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nacl溶液4的浓度为0.3mol/l～0.35mol/l，质量掺量为水泥的0.4％～0.5％。
本实施例中，所述缓冲溶液5主要由na3po4和na2hpo4混合而成，其中na3po4的浓度为0.1mol/l，na2hpo4的浓度为0.44mol/l，所述缓冲溶液5ph值为13。
本实施例中，所述的自溶型硅酸钠修复颗粒3制作过程具体包括：
步骤11、将硅酸钠7与外层薄膜6原料混合，所述硅酸钠7与外层薄膜6原料的摩尔比为8～10；
步骤12、再混合后的硅酸钠7与外层薄膜6原料放入浓度为0.08～0.1g/ml的乙醇溶液中，在温度为45～50℃的条件下浸渍1～2h浸渍，形成胶囊状自溶型硅酸钠修复颗粒3。
本实施例中，所述的步骤2中，当混凝土构件1的强度等级为c40、其坍落度为160～200mm时，其水泥、细骨料、粗骨料、水、粉煤灰、减水剂的配合比为：1：1.75：3.58：0.46：0.26：0.012，所述同心玻璃短管2的体积掺量为2.5％，所述的自溶型硅酸钠修复颗粒3与胶凝材料的体积比为4％～6％。
本实施例中，所述水泥为po42.5级，密度为3100kg/m3；所述的粉煤灰为ⅱ粉煤灰，密度为2100kg/m3；所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为28～30％；所述粗骨料为最大粒径为25mm碎石，表观密度2600kg/m3，堆积密度1600kg/m3，紧密堆积密度1680kg/m3；所述细骨料为中砂，表观密度2620kg/m3，堆积密度1610kg/m3，紧密堆积密度1700kg/m3，细度模数为2.6。
本实施例中，步骤3中，所述自溶型硅酸钠修复颗粒3的添加方法是先将其混入水中，在混凝土搅拌时加入，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。
本实施例制备的自修复混凝土结构在受到应力作用产生细微裂缝时，埋设于混凝土构件中的自溶型硅酸钠修复颗粒的外层薄膜6受到裂缝尖端的集中应力破裂，并且在碱性水溶液中溶解，硅酸钠7被释放出来后与氢氧化钙在水化水泥浆中反应形成硅酸钙水合凝胶，填充裂缝。同时同心玻璃短管2受力破裂，缓冲溶液5与nacl溶液4被释放，保持混凝土构件内部ph稳定并使cl-浓度适量，从而优化修复反应的环境，使修复效果更佳。
对比例一
本对比例与实施例一的区别在于：所述同心玻璃短管2外层中不装有nacl溶液4，改为装有水。
对比例二
本对比例与实施例一的区别在于：所述同心玻璃短管2内层中不装有缓冲溶液5，改为装有水。
对比例三
本对比例与实施例一的区别在于：所述同心玻璃短管2外层中不装有nacl溶液4，内层中不装有缓冲溶液5，均改为装有水。
经过试验比较得知，上述对比例一和二中的混凝土构件1在同一时间内裂缝的闭合程度要略小于实施例一中的混凝土构件1，对比例三中的混凝土构件1在同一时间内裂缝的闭合程度则较大程度的小于实施例一、对比例一、对比例二中的混凝土构件1，且最终测定的力学强度和抗渗性能结果也是相同趋势。可见实施例一中的自修复混凝土能通过缓冲溶液控制修复环境的ph，并通过nacl溶液使cl-浓度适量，优化修复环境，达到更佳的修复效果，具有极高的实用性和经济性。
在本实施例中，上列实施例，对本发明的目的、技术方案和有点进行了进一步地详细说明，所应说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。