本發明涉及一種自修復導電混凝土微膠囊混凝土及其制備方法，具體涉及一種適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土及其制備方法。

背景技術：

1、混凝土微裂縫一旦形成，在其發展、凝聚、成長為大裂縫之前，難以用常規方法檢測和修復，對混凝土的性能和使用壽命構成重大威脅。由于西北地區自然環境條件復雜，要求結構能夠在裂紋出現后能夠有效阻止侵蝕性物質進入，維持結構性能，同時，由于輸變電工程大多位置偏僻，監測維修困難，要求結構擁有良好的長期服役性，能夠長時間保持強度，因而，要求使用在輸變電工程中的自修復微膠囊應同時具有上述兩方面性能，即快速填補縫隙與有效恢復強度。為滿足這兩個方面的要求，勢必要研發新型自修復微膠囊。目前，常見導電混凝土的導電相多采用石墨、碳納米管、碳粉、金屬粉末等，然而石墨與水泥漿的黏聚性差，導致混凝土的強度急劇降低；碳粉對混凝土的強度沒有提升作用；碳纖維在混凝土中不易分散、容易結團，從而降低混凝土強度。且現有的微膠囊種類僅能填補裂紋或恢復強度，無法同時滿足這兩個方面的需求。因此，對于需要同時實現這兩方面功能的應用，目前的微膠囊技術仍無法滿足要求。

2、為此，本領域迫切需要一種可主動、自動的對損傷部位進行修復且可有效解決鹽漬土腐蝕及風荷載疲勞問題的自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土及其制備方法，對損傷部位能夠主動、自動的進行修復且可有效解決鹽漬土腐蝕及風荷載疲勞問題。

2、本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

3、一種二氧化硅雜化殼微膠囊，包括囊壁和囊芯，其中：

4、所述囊芯包括以下重量份的原料：微晶纖維素20～40份，硅酸鈉1～20份，硅酸鹽水泥10～20份，氧化鎂3～7份，甲基纖維素1～3份，甲基丙烯酸甲酯單體8～12份，蒸餾水25～33份；

5、所述囊壁為二氧化硅雜化殼，包括以下重量份的原料：乙基纖維素8～12份，苯乙烯8～12份，聚離子液體8～12份，硅灰60～80份；

6、所述硅灰為1250目以上，二氧化硅含量在90％以上；

7、所述囊壁的表面包裹有三乙基硼涂層；

8、所述微膠囊的粒徑為1.0～2.0mm。

9、一種適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土，包括導電混凝土和二氧化硅雜化殼微膠囊，其中：

10、所述二氧化硅雜化殼微膠囊的用量為微膠囊混凝土總質量的2～3％；

11、所述導電混凝土為添加氧化石墨烯溶液的混凝土，氧化石墨烯溶液的添加量為導電混凝土總質量的0.05～0.25％，濃度為10mg/ml。

12、相比于現有技術，本發明具有如下優點：

13、1、本發明的自修復導電微膠囊混凝土包括分散在混凝土中的二氧化硅雜化殼微膠囊，該二氧化硅雜化殼微膠囊在受到應力或腐蝕離子時能夠及時破損。此外，該二氧化硅雜化殼微膠囊采用膨脹劑、粘合劑、愈合劑作為囊芯，在二氧化硅雜化殼微膠囊破損之后，芯材流出的膨脹劑能夠產生一定的膨脹性物質對裂紋進行填充；流出的粘合劑和愈合劑對裂紋具有一定的粘合效果，能夠粘接裂紋還原并恢復一定的強度。

14、2、本發明的自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土可實現智能自修復功能，在受到應力或腐蝕離子時能夠及時破損，不僅能夠恢復材料的強度，還能夠填補縫隙，改善材料的滲透性，以防止外部侵蝕性物質的侵入。

15、3、石墨烯具有良好的導電性、耐久性、壓敏特性、韌性，使混凝土具備良好的導電性，同時具有較好的耐久性和抗腐蝕性能，防止混凝土的開裂和斷裂現象。同時對荷載的敏感特性有利于微膠囊及時破損，可以延長建筑物和構筑物的使用壽命。

技術特征：

1.一種二氧化硅雜化殼微膠囊，包括囊壁和囊芯，其特征在于所述囊芯包括以下重量份的原料：微晶纖維素20～40份，硅酸鈉1～20份，硅酸鹽水泥10～20份，氧化鎂3～7份，甲基纖維素1～3份，甲基丙烯酸甲酯單體8～12份，蒸餾水25～33份；所述囊壁為二氧化硅雜化殼，包括以下重量份的原料：乙基纖維素8～12份，苯乙烯8～12份，聚離子液體8～12份，硅灰60～80份；所述囊壁的表面包裹有三乙基硼涂層。

2.根據權利要求1所述的二氧化硅雜化殼微膠囊，其特征在于所述硅灰為1250目以上，二氧化硅含量在90％以上。

3.根據權利要求1所述的二氧化硅雜化殼微膠囊，其特征在于所述微膠囊的粒徑為1.0～2.0mm。

4.一種適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土，其特征在于所述微膠囊混凝土包括導電混凝土和二氧化硅雜化殼微膠囊，其中：

5.根據權利要求4所述的適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土，其特征在于所述硅灰為1250目以上，二氧化硅含量在90％以上。

6.根據權利要求4所述的適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土，其特征在于所述二氧化硅雜化殼微膠囊的粒徑為1.0～2.0mm。

7.根據權利要求4所述的適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土，其特征在于所述氧化石墨烯溶液的濃度為10mg/ml。

8.一種權利要求4-7任一項所述適用于輸電塔基自修復導電石墨烯-二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土的制備方法，其特征在于所述方法包括如下步驟：

技術總結
本發明公開了一種適用于輸電塔基自修復導電石墨烯?二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土及其制備方法，所述微膠囊混凝土包括導電混凝土和二氧化硅雜化殼微膠囊，其中：所述二氧化硅雜化殼微膠囊包括囊壁和囊芯，所述囊芯包括以原料：微晶纖維素、硅酸鈉、硅酸鹽水泥、氧化鎂、甲基纖維素、甲基丙烯酸甲酯單體、蒸餾水；所述囊壁為二氧化硅雜化殼，包括以下原料：乙基纖維素、苯乙烯、聚離子液體、硅灰；所述囊壁的表面包裹有三乙基硼涂層。本發明的自修復導電石墨烯?二氧化硅雜化殼微膠囊混凝土可實現智能自修復功能，在受到應力或腐蝕離子時能夠及時破損，不僅能夠恢復材料的強度，還能夠填補縫隙，改善材料的滲透性，以防止外部侵蝕性物質的侵入。

技術研發人員：李偉,景明明,曹有財,陳廷彧,李原昊,喬新浡,孔令鵬,張富平,王泉,張子堂,包儀軍,王亞麗,徐寧
受保護的技術使用者：國網甘肅省電力公司建設分公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28