《水泥基有機微膠囊自修復材料設計及其作用機理研究》是依託深圳大學，由董必欽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：水泥基有機微膠囊自修復材料設計及其作用機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董必欽
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自修復混凝土可以解決用傳統方法難以解決和不能解決的技術關鍵，在重大土木基礎設施的及時修復以及減輕颱風、地震的衝擊等諸多方面有很大的潛力，對確保建築物的安全和耐久性都極具重要性，也對傳統的建築材料研究、製造、缺陷預防和修復等都提出了強烈的挑戰。研發具有自修復能力的混凝土結構，可以主動、自動地對混凝土結構中損傷部位進行修復，從而提高混凝土結構性能，已經成為結構/智慧型一體化混凝土領域的國際發展趨勢。本課題以混凝土結構的工程套用為目標，著重於水泥基有機微膠囊自修復材料體系的設計和開發，並對其作用機理進行試驗和分析，這對確保混凝土結構的安全性和延長其使用壽命非常重要。系統深入研究混凝土的裂縫自修復原理和工藝技術，對實現以較低成本獲得自修復材料體系的套用潛力，同時對進一步開發結構/智慧型一體化的混凝土也具有重要的意義。
結題摘要
傳統混凝土材料的修復形式主要是定期維護與事後維修，這種消極的、被動的維修方式不僅費用龐大, 而且效果不佳, 更無法滿足現代多功能和智慧型建築對混凝土材料提出的要求研究。開發仿生自修復混凝土, 使其能夠自動地對損傷部位進行修復、恢復並提高混凝土材料的性能已成為混凝土技術的發展趨勢。本項目利用新型的微膠囊材料，研發水泥基有機微膠囊仿生自修復材料，針對力學性能，耐久性等方面的要求，分析複合材料的工作機理，以套用於土木工程結構實踐中。研究項目較好地完成預定目標，成功設計並製備出混凝土/微膠囊自修復系統；較為系統地研究了微膠囊製備工藝、修復劑固化動力學特徵、自修復系統物理和力學修復特性、修復效果表征及影響因素及微觀機理分析等多個方面。研究結果表明，微膠囊具有強度修復功能，修復前後試件的抗壓強度與總孔隙率具有良好的定量關係。微膠囊的強度修復率影響因素的順序為：微膠囊摻量＞微膠囊粒徑＞預壓力比例＞修復齡期。強度修復率隨著微膠囊摻量的增加而呈近似於線性增加，微膠囊摻量和粒徑的增大使體系中修復劑含量增加，進而改善了自修復效果。研究成果已經發表學術論文共 8篇，其中SCI收錄 2篇，EI收錄5篇，大會特邀報告論文 1篇；另有 1篇學術論文，已被Journal of Earthquake and Tsunami 接收；申請發明專利 6項（其中4項已進入實質性審查階段），實用新型專利 1項（已授權）；培養碩士研究生 3名（畢業 1名；在讀 2名）。
