； 把水倒入水泥搅拌器中，加入1千克水泥；
[0062] 2)对水泥浆进行先慢后快搅拌；
[0063] 3)振捣混凝土后，逐步或分步浇灌工件；
[0064] 4)静置1-2小时候起模，刮除模具上溢出的混凝土浆体，放置24小时
[0065] 5)拆模后将样品转入混凝土标准养护箱，养护28天。
[0066] 6)将制备好的微胶囊放置在电镜扫描仪器下面进行拍照分析，观察所制备微胶囊 是否满足自修复体系的需要，如图1所示。结果表明本发明所制备微胶囊具有良好的物理 性能，包括表面粗糙，粒径均匀，成型度好，这使微胶囊能更好的与混凝土形成整体和均匀 的分布，如图2和图4所示；
[0067] 7)将微胶囊置于物理应力触发装置，研宄本发明制备的微胶囊是否在应力作用下 能够破裂，如图3所示，结果表明本发明制备微胶囊能够在合适物理应力作用下，实现触发 破裂；
[0068] 8)将养护好的水泥砂浆样品进行900N的荷载预压，是内部出现裂缝，并用X射线 计算机断层扫描技术（XCT)分析观察裂缝的开展和对微胶囊的作用情况，观察微胶囊破裂 释放修复剂的情况，然后将样品置于标准养护条件（先对湿度在95%以上，温度在21°C左 右）进行养护。于〇, 21，42, 63, 84, 105天后，置样品于XCT内进行扫描分析，3D重构和图片 处理分析，观察其对裂缝的修复情况。图5-1，图5-2和图5-3分别表示实施例1微胶囊自 修复混凝土的同一截面在修复龄期为0天，63天和105天的变化图。如图5-1所示，在预荷 载加压下，混凝土出现的裂缝，使得微胶囊破裂，修复剂流出。随着修复龄期的增加，修复剂 慢慢流入到裂缝与自由水发生反应，产生膨胀产物填补裂缝，如图5-2和5-3所示。最后利 用图片处理技术，将不同时期的微胶囊自修复混凝土内部的裂缝体积进行统计，从而得到 最后的裂缝体积率变化和裂缝修复变化图，如图6和图7所示。
[0069] 实施例2 :聚苯乙烯包裹硫铝酸盐自修复混凝土的制备
[0070] 微胶囊制备：
[0071] 1)囊芯制备：
[0072] 囊芯原料质量配比（重量份）：
[0073]
[0074] 按上述五种囊芯配方原材料质量配合比，将得到的混合物投入挤出设备进行挤出 抽细，挤出米线条状的囊芯材料，将米线条状囊芯材料倒入滚圆设备中的滚筒，滚出囊芯微 粒，囊芯微粒在30-40°C强制通风的条件下，进行干燥处理，制得囊芯；
[0075] 2)囊壁制备：
[0076] 包衣液原料质量配比（重量份）：
[0077]
[0078] 按上述包衣液配方原料质量配比称取原料，然后将聚苯乙烯溶解于三氯甲烷中， 制成包衣液。
[0079] 将雾化的包衣液喷到步骤1)得到的囊芯上，并每隔5-10分钟加入l_2g滑石粉， 在干燥温度30-40°C强制通风的条件下干燥10-20分钟，然后自然降温、晾干，得到微胶囊。
[0080] 制成的微胶囊为圆球形，粒径为200-500微米，囊壁的厚度为50-100微米。
[0081] 聚苯乙烯类硫铝酸盐自修复混凝土制备和性能测试：
[0082] 1)称取0. 4千克水，加入50克硫铝酸盐/聚苯乙烯微胶囊，搅拌直至分散均匀； 把水倒入水泥搅拌器中，加入1千克水泥；
[0083] 2)对水泥浆进行先慢后快搅拌；
[0084] 3)振捣混凝土后，逐步或分步浇灌工件；
[0085] 4)静置1-2小时候起模，刮除模具上溢出的混凝土浆体，放置24小时
[0086] 5)拆模后将样品转入混凝土标准养护箱，养护28天。
[0087] 6)将制备好的微胶囊放置在电镜扫描仪器下面进行拍照分析，观察所制备微胶囊 是否满足自修复体系的需要，如图1所示。结果表明本发明所制备微胶囊具有良好的物理 性能，包括表面粗糙，粒径均匀，成型度好，这使微胶囊能更好的与混凝土形成整体和均匀 的分布，如图2和图4所示；
[0088] 7)将微胶囊置于物理应力触发装置，研宄本发明制备的微胶囊是否在应力作用下 能够破裂，如图3所示，结果表明本发明制备微胶囊能够在合适物理应力作用下，实现触发 破裂；
[0089] 8)将养护好的水泥砂浆样品进行1100N的荷载预压，是内部出现裂缝，并用X射 线计算机断层扫描技术（XCT)分析观察裂缝的开展和对微胶囊的作用情况，观察微胶囊破 裂释放修复剂的情况，然后将样品置于纯水浸没的条件进行养护。于〇, 21，42, 63, 84, 105 天后，置样品于XCT内进行扫描分析，3D重构和图片处理分析，观察其对裂缝的修复情况。 图6-1，图6-2和图6-3分别表示实施例2微胶囊自修复混凝土的同一截面在修复龄期为0 天，63天和105天的变化图。如图6-1所示，在预荷载加压下，混凝土出现的裂缝，使得微胶 囊破裂，修复剂流出。随着修复龄期的增加，修复剂慢慢流入到裂缝与自由水发生反应，产 生膨胀产物填补裂缝，如图6-2和6-3所示。最后利用图片处理技术，将不同时期的微胶囊 自修复混凝土内部的裂缝体积进行统计，从而得到最后的裂缝体积率变化和裂缝修复变化 图，如图7和图8所示。
[0090] 自修复混凝土的工业制备方法按以下步骤进行：
[0091] 1)称取适量的水泥，砂，水和微胶囊，微胶囊按照每立方米混凝土含有0. 05立方 米-0.08立方米微胶囊的比例计量；
[0092] 2)将水泥，砂和微胶囊搅拌，直至分散均匀；
[0093] 3)把水倒入水泥，砂和微胶囊的混合物中，搅拌均匀。
[0094] 本发明具有以下优点：
[0095]本发明基于微胶囊的裂缝自修复混凝土是在混凝土传统组分中掺入具有对外界 应力敏感的物理触发功能的微胶囊，在其内部形成智能修复裂缝的自修复体系，经过混凝 土典型生产工艺，微胶囊均匀分布于混凝土中，在混合和养护过程中微胶囊材料不会发生 破碎。在混凝土使用过程中，一旦有裂缝产生应力，触发微胶囊破裂，释放修复剂，填补裂 缝，达到修复裂缝的目的。反之，当混凝土内部环境稳定时，即没有裂缝产生的时候，植入混 凝土中的微胶囊可以长期稳定存在于基体中。本发明使用的微胶囊制备工艺操作简单，容 易实现，工业化批量化生产提供了条件。
【主权项】
1. 一种用于自修复混凝土的微胶囊，所述的微胶囊包括囊芯和囊壁，其特征在于，所述 囊芯的组分包括修复剂、微晶纤维素和吐温80,所述囊壁的材料为对裂缝应力敏感的高分 子有机材料。2. 根据权利要求1所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，囊芯的制备步骤 如下： 201、 按以下重量份称取囊芯原料： 修复剂 100; 微晶纤维素 90-1 00; 吐温 80 8-10; 30%乙醇 100-120; 所述的30%乙醇是指体积百分比浓度为30%的乙醇； 202、 挤出抽细：将囊芯原料充分混合后在挤出设备的加料口投入，挤出米线条状的囊 芯材料； 203、 出料滚圆：将所述的米线条状囊芯材料，倒入滚圆设备中的滚筒，滚出囊芯微粒； 204、 干燥：将囊芯滚出微粒干燥设备的滚筒中，干燥温度30-40°C强制通风的条件下， 进行干燥处理。3. 根据权利要求1所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，微胶囊的制备步 骤如下： 301、 配制包衣液：称取对裂缝应力敏感的高分子有机材料100重量份，溶剂600-1200 重量份，将对裂缝应力敏感的高分子有机材料溶解于溶剂中； 302、 喷雾包衣：将囊芯放入喷雾包衣设备的滚筒中，在包衣模式下，用泵将包衣液通过 设备的喷雾嘴喷到滚动的囊芯上，每隔5-10分钟加入l-2g滑石粉； 303、 干燥：在温度30-40°C、强制通风的条件下，在干燥设备的滚筒中干燥10-20分钟， 然后自然降温、晾干，得到微胶囊。4. 根据权利要求3所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，对裂缝应力敏感 的高分子有机材料为聚丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂或乙基纤维素。5. 根据权利要求4所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，在步骤301配制包 衣液时，乙基纤维素为100重量份，乙醇150-300重量份，甲苯800-1000重量份；乙基纤维 素溶解于乙醇和甲苯的混合液中。6. 根据权利要求4所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，在步骤301配制包 衣液时，聚苯乙烯为100重量份，三氯甲烷900-1600重量份；聚苯乙烯溶解于三氯甲烷中。7. 根据权利要求1所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，微胶囊为球形，粒 径为200-500微米，囊壁的厚度为50-200微米。8. 根据权利要求1所述的用于自修复混凝土的微胶囊，其特征在于，所述的修复剂是 硫铝酸盐水泥。9. 一种自修复混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 901、 称取适量的水泥，砂，水和权利要求1至5中任一权利要求所述的微胶囊，微胶囊 按照每立方米混凝土含有0. 05立方米-0. 08立方米微胶囊的比例计量； 902、 将水泥，砂和微胶囊搅拌，直至分散均匀； 903、 把水倒入水泥，砂和微胶囊的混合物中，搅拌均匀。
【专利摘要】本发明公开了一种用于自修复混凝土的微胶囊和自修复混凝土的制备方法。微胶囊包括囊芯和囊壁，所述囊芯的组分包括修复剂、微晶纤维素和吐温80，囊壁的材料为对裂缝应力敏感的高分子有机材料。自修复混凝土的制备方法，包括以下步骤：称取适量的水泥，砂，水和上述的微胶囊，微胶囊按照每立方米混凝土含有0.05立方米-0.08立方米微胶囊的比例计量。将水泥，砂和微胶囊搅拌，直至分散均匀；把水倒入水泥，砂和微胶囊的混合物中，搅拌均匀。本发明的微胶囊，掺入到混凝土中，形成微胶囊混凝土自修复体系，实现混凝土裂缝的自修复能力，且具有智能控制的特点。
【IPC分类】C04B24/38, C04B28/00
【公开号】CN104944833
【申请号】CN201510148725
【发明人】董必钦, 邢锋, 房国豪, 丁蔚健, 林尚敏, 邱剑念
【申请人】深圳大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年3月31日