PDF《微胶囊自修复水泥基材料的微观结构研究》

1 实验材料及方法 1.

1 实验材料 水泥为 P. Ⅱ4 2.

5 R 水泥, 由广州市珠江水泥有 限公司生产;

水为饮用自来水;

砂为标准砂, 由厦门 艾思鸥有限公司生产;

囊壁材料为尿素和甲醛按比 例合成, 尿素为天津市进丰化工有限公司生产, 颗粒 状, 分析纯, 甲醛为天津市百世化工有限公司生产, 分析纯;

囊芯材料为双酚 A 型环氧树脂 E -

5 1和正 丁基缩水甘油醚, 双酚 A 型环氧树脂 E -

5 1为深圳 吉田化工有限公司生产, 正丁基缩水甘油醚为上海 邦成化工有限公司生产;

三乙醇胺为天津市富宇精 细化工有限公司生产, 分析纯;

表面活性剂为十二烷 基苯磺酸钠, 为天津市光复精细化工研究所生产, 试 剂级;

固化剂为潜伏性固化剂 MC

1 2

0 D, 为广州川井 电子材料有限公司生产. 1.

2 实验方法 1. 2.

1 微胶囊的制备 甲醛和尿素按摩尔比溶解于烧杯中, 并用三乙 醇胺调节 P H 值为中性, 倒入四口烧瓶中, 反应时间 1h, 得到脲醛树脂预聚体;

将双酚 A 型环氧树脂 E -

5 1用BGE稀释后与分散介质一起加入到预聚体中, 在搅拌状态下经乳化、 酸化和增韧后得到不同粒 径的微胶囊.本文研究所用的微胶囊在乳化、 酸化 和固化阶段的转速为

2 0 0r / m i n , 微胶囊的粒径大 小不均匀分布.图1为有机微胶囊照片及典型粒径 分布, 其平均粒径、 壁厚及囊芯含量见表1.其中, 图1 ( b ) 表示微胶囊不同粒径所占的比重, 并计算平 均值.

7 2

1 第1期 王险峰等:微胶囊自修复水泥基材料的微观结构研究 图1 有机微胶囊 F i g .

1 T h eo r g a n i cm i c r o c a p s u l e s 表1 微胶囊参数 T a b l e1 M i c r o c a p s u l e sp a r a m e t e r s 转速/ ( r ・m i n -1 ) 粒径 / μ m 壁厚/ μ m 囊芯含量/ %

2 0

0 2

8 6.

3 5

1 4.

3 3

6 5.

5 8 1. 2.

2 微胶囊自修复水泥基试件制备 微胶囊自修复水泥基试件的制备如表2所示, 微胶囊粒径为2

8 6.

3 5μ m, 两种微胶囊掺量为3%、 6%, 固化剂掺量为微胶囊质量的一半, 总共制作6 组试件, 每3组为一个配合比, 每组试件有3个, 每 个试件做抗折实验后, 再进行抗压试验, 取得一组试 样抗压强度的平均值. 表2 砂浆配合比 T a b l e2 M i xp r o p o r t i o no f t h e s e l f - h e a l i n gm o r t a r 编号 水灰比 胶砂比 微胶囊掺量/% 固化剂掺量/%

1 0.

5 1∶3

3 1.

5 2 0.

5 1∶3

6 3 注: 微胶囊掺量为占水泥质量的百分比;

固化剂掺量为占微胶囊质量 的百分比 将水泥、 微胶囊和固化剂倒入砂浆搅拌机搅拌1 m i n , 在搅拌机运行状态下注入搅拌机, 浆体混合均匀 后, 将标准砂倒入砂浆搅拌机, 先慢搅3m i n , 然后停 顿3 0s , 再快搅

3 m i n , 然后浇注入(

4 0*4 0*1

6 0) mm 的砂浆模内, 将试件置于室内养护1d后脱模, 置 于标准养护室(

2 0 ±

1 ℃, 相对湿度>

9 0 %) 养护2 8d , 然后将试件取出后放在室内自然晾干待用. 1. 2.

3 试件制备方法 将试件置于压力机下以加载速度2. 4k N / m i n 加压, 一组得到试件的抗压强度, 一组试件进行60%σm a x ( σ m a x为最大抗压强度) 压力进行预压, 每一 组配比的试件一半继续做加载测试剩余抗压强度, 另一半试件用塑料袋包裹密封后放在混凝土快速养 护箱进行自修复养护, 自修复温度为5

0 ℃, 自修复 龄期为7d , 自修复养护完成后, 进行抗压强度测试. 做压汞实验试样的制备: 用仪器精切成直径不 超过1 0mm、 高度不超过3 0mm 的试件, 切好的试 样浸泡在无水乙醇中一周以上终止水化, 然后置于 烘箱中6 0℃下烘干, 进行孔结构测试.压汞法的基 本原理为将汞压力通过 W a s h b u r n公式[