CN107324706A - 自动修复型混凝土及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自动修复型混凝土及其制备方法，包括以下：水泥400份；砂石650份；粗骨料1000份；氨基磺酸盐缩合型减水剂7份；自动修复添加剂480份；碳纤维40份；其中自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯70份；修复材料200份；玻璃纤维45份；碳纤维60份；压电陶瓷70份。本混凝土中自动修复添加剂均具有良好的电性，当混凝土使用旧后出现破裂时，通电即可使修复材料带电，使材料周围形成不同的微粒区，微粒根据所带电荷的不同进行来回移动，达到自动修复裂痕的效果。

Description

自动修复型混凝土及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种可自动检测和修复的自动修复型混凝土及其制备方法。
背景技术
混凝土是建筑、市政工程等领域最常用的原材料。随着人口增加和城市化进程加快，我国对混凝土的用量需求不断增加；这也就导致了对混凝土的主要原材料--骨料的需求量日益增长。传统混凝土骨料都是采用天然砂石。天然砂石的大量开采，给生态环境造成破坏。并且天然砂石是不可再生资源，资源日趋枯竭。现有混凝土内部的结构受力和损伤检测难度大，且混凝土在使用的过程中出现损伤时很难修补，对建筑和交通造成不便，同时也大大降低了混凝土的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种能够自动检测，快速自动修复，综合性能好，加工成本低，结实耐用的自动修复型混凝土及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
优选的，一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
优选的，一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
优选的，上述所述粗骨料为废弃混凝土粗骨料，所述粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；所述碳纤维的长度为5-25mm；所述减水剂为常用氨基磺酸盐缩合外加剂或聚羧酸型外加剂。
优选的，上述所述自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯50-80份；修复材料100-200份；玻璃纤维40-60份；碳纤维40-60份；压电陶瓷60-80份；所述修复材料为微珠材料，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。
优选的，所述修复材料微珠的粒径为5-10mm。
一种自动修复型混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
优选的，所述导电网上设有多个感应断裂的检测点。
本发明自动修复型混凝土及其制备方法，其有益效果在于：
(1)利用废弃混凝土作为粗骨料，解决废弃混凝土掩埋问题，有效利用资源，降低生产成本；
(2)在混凝土中加入了自动修复添加剂，自动修复添加中含有石墨烯、修复材料、玻璃纤维、碳纤维和压电陶瓷。石墨烯具有良好的导电性能，且玻璃纤维、碳纤维以及压电陶瓷在具有电性的同时，还能够坚固混凝土结构，延长使用寿命；
(3)由于自动修复添加剂均具有良好的电性，当混凝土使用旧后出现破裂时，通电即可使修复材料带电，使材料周围形成不同的微粒区，微粒根据所带电荷的不同进行来回移动，达到自动修复裂痕的效果。
(3)在混凝土层中安装有导电网，导电网可进一步提高自动修复添加剂的修复功能，同时设有多个感应断裂的检测点，可随时检测，实现自我修复。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。
实施例1
一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
水泥500份；砂石600份；粗骨料1000份；氨基磺酸盐缩合型减水剂5份；自动修复添加剂500份；碳纤维50份；
其中自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯80份；修复材料200份；玻璃纤维60份；碳纤维40份；压电陶瓷80份；修复材料为微珠材料，微珠包括芯材和膜材；芯材为纳米镍铝合金和纳米镍钛合金按照1:1混合；膜材为聚氧乙烯；芯材与膜材的体积比为2:1；
粗骨料为废弃混凝土粗骨料，粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；碳纤维的长度为15mm，修复材料微珠的粒径为10mm。
自动修复型混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；导电网上设有多个感应断裂的检测点，并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
实施例2
一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
水泥500份；砂石750份；粗骨料800份；氨基磺酸盐缩合型减水剂10份；自动修复添加剂400份；碳纤维30份；
其中自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯50份；修复材料200份；玻璃纤维60份；碳纤维60份；压电陶瓷50份；修复材料为微珠材料，微珠包括芯材和膜材；芯材为纳米镍铝合金和纳米镍钛合金按照1:1混合；膜材为聚氧乙烯；芯材与膜材的体积比为2:1；
粗骨料为废弃混凝土粗骨料，粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；碳纤维的长度为15mm，修复材料微珠的粒径为10mm。
自动修复型混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；导电网上设有多个感应断裂的检测点，并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
实施例3
一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
水泥400份；砂石650份；粗骨料1000份；氨基磺酸盐缩合型减水剂5份；自动修复添加剂450份；碳纤维50份；
其中自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯70份；修复材料200份；玻璃纤维40份；碳纤维50份；压电陶瓷60份；修复材料为微珠材料，微珠包括芯材和膜材；芯材为纳米镍铝合金；膜材为聚氧乙烯；芯材与膜材的体积比为2:1；
粗骨料为废弃混凝土粗骨料，粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；碳纤维的长度为20mm，修复材料微珠的粒径为8mm。
自动修复型混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；导电网上设有多个感应断裂的检测点，并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
实施例4
一种自动修复型混凝土，包括以下物质组分，按重量份计为：
水泥400份；砂石650份；粗骨料1000份；氨基磺酸盐缩合型减水剂7份；自动修复添加剂480份；碳纤维40份；
其中自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯70份；修复材料200份；玻璃纤维45份；碳纤维60份；压电陶瓷70份；修复材料为微珠材料，微珠包括芯材和膜材；芯材为纳米镍钛合金；膜材为聚氧乙烯；芯材与膜材的体积比为2:1；
粗骨料为废弃混凝土粗骨料，粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；碳纤维的长度为25mm，修复材料微珠的粒径为10mm。
自动修复型混凝土的制备方法，包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；导电网上设有多个感应断裂的检测点，并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
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。

Claims (8)

1.一种自动修复型混凝土，其特征在于：包括以下物质组分，按重量份计为：
2.根据权利要求1所述自动修复型混凝土，其特征在于：包括以下物质组分，按重量份计为：
3.根据权利要求1所述自动修复型混凝土，其特征在于：包括以下物质组分，按重量份计为：
4.根据权利要求1所述自动修复型混凝土，其特征在于：所述粗骨料为废弃混凝土粗骨料，所述粗骨料和砂石的粒径均小于4.50mm；所述碳纤维的长度为5-25mm；所述减水剂为常用氨基磺酸盐缩合外加剂或聚羧酸型外加剂。
5.根据权利要求1所述自动修复型混凝土，其特征在于：所述自动修复添加剂包括以下物质组分，按重量份计：原状石墨烯或氧化石墨烯50-80份；修复材料100-200份；玻璃纤维40-60份；碳纤维40-60份；压电陶瓷60-80份；所述修复材料为微珠材料，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。
6.根据权利要求5所述自动修复型混凝土，其特征在于：所述修复材料微珠的粒径为5-10mm。
7.一种根据权利要求1-6任意项所述的自动修复型混凝土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)水泥、砂石、粗骨料、减水剂、自动修复添加剂和碳纤维充分混合后，加入水混合均匀得到混凝土浆料；
(2)在将混凝土浆料压制成型的过程中，在混凝土浆料中铺上3-4层导电网；并在成型后的混凝土的侧面设立电源输入端。
8.根据权利要求7所述的自动修复型混凝土的制备方法，其特征在于：所述导电网上设有多个感应断裂的检测点。
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