CN110683784B - 一种混凝土材料自修复胶囊制作装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种混凝土材料自修复胶囊制作装置及方法，属于建筑领域，用于修复产生裂缝的混凝土材料，混凝土材料自修复胶囊制作模具包括切割装置、升降装置、底座、金属盒子，升降装置与切割装置连接，金属盒子设置在底座上，切割装置设置在金属盒子内。本发明的混凝土材料自修复胶囊对产生裂纹和损伤的混凝土结构进行自行修复，恢复其强度及耐久性，使混凝土结构重新具备使用功能，具有很好的经济和社会效益。

Description

一种混凝土材料自修复胶囊制作装置及方法

技术领域

本发明属于建筑材料领域。

背景技术

混凝土材料具有可模性，整体性，良好的耐久性，因此混凝土是目前世界上最广泛的建筑材料。但由于温度应力，砼的收缩，养护情况等种种原因会导致混凝土产生裂缝，裂缝的产生会造成混凝土对钢筋的保护降低，导致其破坏加速，从而大大降低混凝土使用寿命。目前，有一种有效地修复混凝土裂缝的方法是在混凝土结构中掺入以硅酸钠作为修复剂的自修复微胶囊。在江沈阳老师发表的一篇文章“掺入硅酸钠修复剂的自修复混凝土修复后寿命预测以及最优修复剂掺量的研究”中年就采用了这种方法。但其制作微胶囊的步骤复杂，耗费时间且效率较低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了大大减少人力，可实现批量生产，提高效率的一种混凝土材料自修复胶囊及制作装置及方法。

本发明的技术方案：

一种混凝土材料自修复胶囊，其特征是外皮是环氧树脂包裹着内芯硅酸钠。

一种混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是包括切割装置、升降装置、底座、金属盒子、硅酸钠模具、环氧树脂片模具，升降装置与切割装置连接，金属盒子设置在底座上，切割装置设置在金属盒子内；

所述切割装置由长方体柱组、切割网格组成；切割网格设置在金属盒子内，切割网格的网格内设置长方体柱，若干长方体柱顶部连接一块金属板上，圆柱筒与金属板通过连接杆连接；

所述升降装置包括圆柱筒、导轨，圆柱筒内腔设置金属片，金属片上安装有齿条、电动机，电动机的转轴连接齿轮，齿条与齿轮啮合；导轨通过螺丝钉固定在金属板上；导轨由支承导轨、轮子、平板、护边组成，轮子由螺母和螺栓固定在导轨上的滑道处，使轮子可顺着滑道上下滑动，齿条由螺丝钉通过平板上的螺丝孔固定在平板上，使齿条可沿导轨上下滑动。

切割网格与齿条通过“Z”型连杆连接。切割网格的每个网格的边长为2mm。

所述金属盒子为五面体盒子，在其中一个侧面的正中间设有2cm×0.5cm的细缝。

圆柱筒高为12cm，在圆柱右侧从底至上的0－6cm部分留一条0.5cm宽的细缝。

所述硅酸钠模具为独立的。硅酸钠模具由若干圆筒及圆形薄片、横杆、长杆组成，圆形薄片径向插入圆筒内，每行相邻圆形薄片通过横杆连接，位于最右端的横杆由一根长杆相连，只需向右拨动横杆，就可将圆形薄片打开。圆筒筒径是1mm。

一种混凝土材料自修复胶囊制作方法，其特征是包括下述步骤：

（1）在两个环氧树脂片模具里铺一层离型纸；将环氧树脂：固化剂=1：0.75混合均匀，并等量放入两个环氧树脂片模具里并在温度是90摄氏度的烘箱中烘干12分钟；

（2）在硅酸钠模具上撒上硅酸钠粉末，然后取出盒子将硅酸钠模具放置在第一个环氧树脂片模具的环氧树脂上面；

（3）打开硅酸钠模具的封口，使硅酸钠落到环氧树脂上面；

（4）将放置环氧树脂的第二个环氧树脂片模具的四壁拆卸下来；

（5）将拆掉四壁的环氧树脂片模具倒扣在第一个环氧树脂片模具上面，使环氧树脂及离型纸落入第一个环氧树脂片模具中，成为上下两层环氧树脂中间夹着硅酸钠的夹心环氧树脂；

（6）将夹心环氧树脂放入烘箱中烘至完全固化，取出，拆掉上下两层离型纸，制得外皮是环氧树脂内芯夹硅酸钠的混凝土材料自修复胶囊。

本发明的有益效果：本发明的混凝土材料自修复胶囊对火灾后造成裂纹和损伤的混凝土结构进行自行修复，恢复其强度及耐久性，使混凝土结构重新具备使用功能，具有很好的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明中切割装置的结构图。

图2是本发明中制备环氧树脂片模具的结构图。

图3是本发明中硅酸钠模具的结构图。

图4是图3的左视图。

图5是本发明中长方体柱组的结构图。

图6是本发明中单个长方体柱的结构图。

图7是本发明中切割装置的金属盒子的结构图。

图8是本发明中升降装置外形图。

图9是本发明中升降装置内部结构图。

图10是本发明中导轨的结构图。

图11是电机的结构图。

图12是Z型连杆的结构图。

图中，1、金属盒子，2、连接杆，3、圆柱筒，4、长方体柱组，5、切割网格，6、底座，7、限位柱，8、凹槽，9、凸棱，10、硅酸钠模具，11、底板，12、立板，13、金属板，18、圆筒，19、圆形薄片，20、横杆，21、长杆，22、长方体柱，23、细缝，24、金属片，25、缺口槽，27、齿条，28、螺丝，29、焊接点，30、导轨，31、齿轮，32、齿轮安装孔，37、支承导轨，38、平板，39、螺丝孔，40、轮子，43、护边，44、电动机，45、转轴，46、Z型连杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行更为详细的说明。

一种混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是包括切割装置、升降装置、底座、金属盒子、硅酸钠模具、环氧树脂片模具，升降装置与切割装置连接，金属盒子设置在底座上，切割装置设置在金属盒子内；

硅酸钠模具、环氧树脂片模具均为独立部件。

图2所示，环氧树脂片模具由底板11、4个立板12组成，4个立板12依次首尾相连组成闭合的四边形框，相邻立板成卯榫连接，底板11设置若干限位柱7，限位柱7将四边形框定位。

图3、图4所示，硅酸钠模具由若干圆筒18及圆形薄片19、横杆20、长杆21组成，圆形薄片径向插入圆筒内，每行相邻圆形薄片通过横杆20连接，位于最右端的横杆20由一根长杆21相连，只需向右拨动横杆，就可将圆形薄片打开。

切割装置由圆柱筒3、长方体柱组4、切割网格5、金属盒子6、底座7组成。所有的长方体柱固定在金属板13上。圆柱筒3内设置一个金属片24，导轨30通过螺丝钉固定在金属片24上，导轨30由支承导轨37、轮子40、平板38、护边43组成，轮子40由螺母和螺栓固定，齿条27由螺丝28通过平板上的4个螺丝孔39固定在平板38上，使齿条可沿导轨上下滑动。电动机44的转轴45通过金属片24上的孔与齿轮31上的齿轮安装孔32相固定，使电动机能带动齿轮转动。齿轮与齿条相互接触，使齿轮转动时能带动齿条上下滑动。Z型连杆46的一端焊接在金属片24的焊接点29处，另一端焊接在切割网格5的侧面的中间部分，使齿条能带动切割网格上下运动。

“L”型连接杆2的长端焊接在圆柱筒的焊接点处，短端焊接在金属板13的轴心处，使长方体柱组4保持固定不动。

图3所示，所述切割网格5包括一个长边为10cm，短边为8cm，高为2cm的上下底均不封口的金属框，金属框内部由高2cm的金属片均分成2000个边长为2mm的正方形小格子，组成一个大网格。

2000个图6所示的长方体柱22，柱子大小刚好能进入到上述正方形小格子中且四周紧贴格子内壁，长度也为2cm。每个长方体柱的位置与格子的位置一一对应，所有柱子的边长2mm的正方形面固定在同一片金属板13上。

图7所示，金属盒子1长边略大于10cm，短边略大于8cm，高2cm，切割网格5放入上述盒子中时，刚好能紧贴盒子内壁，盒子下底封口。在其中一个10cm×2cm的侧面的正中部开一条2cm×0.5cm的竖直细缝。

图8所示，所述圆柱筒的高为12cm，在圆柱筒右侧从底至上的0－6cm部分留一条0.5cm宽的缺口槽25。金属片24上下左右均与圆柱筒内壁相接，齿条和金属片通过一导轨连接，使齿条只可上下移动，导轨长为6cm，固定在金属片从低至上0－6cm处；齿轮与一个电动机均固定在金属片24上，使齿轮只可转动且齿轮圆心距离圆柱底部为4cm。

启动电动机时，齿轮的转动能带动齿条上下移动。将一个直径小于0.5cm的Z型连杆46一端焊接在齿条的下端，另一端穿过圆柱筒的细缝与网格焊接，Z型连杆46中心距离齿条最下端及网格最下端高度均为1cm。

L型连接杆2长端焊接圆柱筒，短端焊接金属板13。启动前状态为长方体柱刚好插入网格中。金属盒子正对网格放置在底座6上面，使网格下来时刚好能进入到金属盒子中。

混凝土材料自修复胶囊制作方法：将称量好的环氧树脂固化剂混合物平分为两份放入两个图2所示的环氧树脂模具中，（事先在环氧树脂模具内铺设离型纸，方便环氧树脂固化后取下），将两个环氧树脂模具放入烘箱中90摄氏度烘干，12分钟后取出。

将硅酸钠放入图4所示的硅酸钠模具，将硅酸钠模具放入第一个环氧树脂模具中，向右拨动横杆21，圆形薄片19打开，每个圆筒18内的硅酸钠落入环氧树脂上面。然后将第二个环氧树脂模具的四个立板12拆卸下来，将第二个环氧树脂模具中的环氧树脂薄片放入已盛放好硅酸钠的第一个环氧树脂模具中，使两个环氧树脂薄片将硅酸钠夹起来，再放入烘箱中烘烤，直至完全烘干。

将数张烘干后的环氧树脂薄片放入图7所示的金属盒子1中，启动电动机，电动机41带动齿轮31转动，齿轮的转动带动与齿条27连接的切割网格5向下运动，将金属盒子1中的环氧树脂薄片切割成边长为两毫米的正方形小片，然后电动机反向转动，带动切割网格5向上运动，运动至图6所示长方体柱结构处，长方体柱将切割网格内残留的环氧树脂薄片顶下来,即得所需自修复微胶囊。

所述环氧树脂固化剂混合物是环氧树脂：固化剂=1：0.75，混合均匀即可。

Claims (4)

1.一种混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是包括切割装置、升降装置、底座、金属盒子、硅酸钠模具、环氧树脂片模具，升降装置与切割装置连接，金属盒子设置在底座上，切割装置设置在金属盒子内；

所述切割装置由长方体柱组、切割网格组成；切割网格设置在金属盒子内，切割网格的每个网格内均设置长方体柱，若干长方体柱顶部连接一块金属板，金属板通过连接杆与升降装置的圆柱筒连接；

所述升降装置包括电机、齿轮、齿条、导轨，圆柱筒内腔设置金属片，金属片上下左右均与圆柱筒内壁相接，金属片上安装有齿条、电动机，导轨固定在金属片从下至上0－6cm处；电动机的转轴连接齿轮，齿条与齿轮啮合；所述导轨由支承导轨、轮子、平板、护边组成，轮子由螺母和螺栓固定在导轨上的滑道处；

所述硅酸钠模具由若干圆筒及圆形薄片、横杆、长杆组成，圆形薄片径向插入圆筒内，每行相邻圆形薄片通过横杆连接，位于最右端的横杆由一根长杆相连；

所述环氧树脂片模具由下板、4个立板组成，4个立板依次首尾相连组成闭合的四边形框，相邻立板成卯榫连接，下板设置若干限位柱，限位柱将四边形框定位。

2.根据权利要求1所述一种混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是切割网格与齿条通过Z型连杆连接。

3.根据权利要求1所述一种混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是所述金属盒子为五面体盒子，在其中一个侧面的正中间设有2cm×0.5cm的细缝。

4.一种混凝土材料自修复胶囊制作方法，其采用权利要求1所述的混凝土材料自修复胶囊制作装置，其特征是包括下述步骤：

（1）在环氧树脂片模具里铺一层离型纸；将环氧树脂：固化剂=1：0.75混合均匀，并等量放入两个环氧树脂片模具里，并在温度是90摄氏度的烘箱中烘干12分钟；

（2）在硅酸钠模具上撒上硅酸钠粉末，然后取出盒子将硅酸钠模具放置在第一个盒子里的环氧树脂上面；

（3）打开硅酸钠模具的封口，使硅酸钠落到环氧树脂上面；

（4）将放置环氧树脂的第二个环氧树脂片模具的四壁拆卸下来；

（5）将拆掉四壁的环氧树脂片模具倒扣在第一个环氧树脂片模具上面，使环氧树脂及离型纸落入第一个环氧树脂片模具中，成为上下两层环氧树脂中间夹着硅酸钠的夹心环氧树脂；

（6）将夹心环氧树脂放入烘箱中烘至完全固化，取出，拆掉上下两层离型纸，制得外皮是环氧树脂内芯夹硅酸钠的混凝土材料自修复胶囊。

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