发布日期:2021-4-21 来源:本站 返回列表
成果简介:
针对混凝土结构中微裂缝的存在所造成的有害物质侵蚀、材料承载能力及耐久性降低、使用寿命缩短等工程难题,为了节省裂缝修复成本,同时尽可能减小因后期维护对结构造成的影响,研发了一种含复合结构微胶囊的水泥基自修复新材料。新材料主要由水泥、集料、外加剂、复合结构微胶囊和水组成。这些成分按照一定比例充分混合、搅拌后形成的自修复水泥基材料,可基于材料内部损伤及所处位置进行即时感知,实现对微裂纹和损伤部位主动修复,从而恢复甚至提高混凝土材料的力学性能及耐久性能,延长结构使用寿命。制备出的胶囊兼顾硬度与防水的需求,保证了囊芯修复剂不因微胶囊搅拌致裂或渗水提前失效,又大大降低了微胶囊对混凝土基体力学性能的负面影响,其不仅能够长期稳定的存在于混凝土环境中,而且在微裂缝产生后,能够及时释放修复物质发挥作用。总之,复合结构微胶囊自修复材料可以在服役期间发挥自修复作用,有效地修复混凝土中的微裂缝,更好地保障混凝土结构的使用寿命,具有智能化、耐久化和科技化。该材料的应用将大大降低传统的人工监测和修补成本, 节省建筑结构的运行费用,推动混凝土发展成为新型智能建筑材料,顺应绿色、低碳、经济、环保的社会发展趋势。
图1 复合结构微胶囊及修复后的水泥基材料试件
应用情况:
该成果主要应用于土木工程及水利工程等领域。据统计,目前我国混凝土的使用量不低于 100 亿吨,如果百分之一的混凝土中需要使用该材料的话,那每年对该材料的使用量将在 152 万吨,那么每年可产生 1.2 亿元以上直接经济效益,带动相关产值约 5 亿元,每年可节约因人工修复修补或腐蚀产生的费用达 10 亿元以上。