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混凝土是世界上使用最为广泛的建筑材料,但脆性大、易开裂是其固有缺陷。裂缝的产生与扩展是不可避免的,这极大地降低了混凝土材料的强度和使用寿命。传统的修补方式即事后修补和定期维护,不仅修补效果不理想,同时也需耗费巨大的经济成本。因此,科学家通过模仿生物体的损伤恢复机理提出了自修复混凝土的概念,而微胶囊是实现自修复功能的一种最为有效的方法。近年来,国内外越来越多的科研工作者投入到了微胶囊自修复混凝土的研究工作中,但基本都集中在有机壁材微胶囊。与有机壁材相比,无机壁材具有高分子材料无法比拟的高稳定性、高致密性和高强度等优势,所形成的核-壳结构更加稳定,可有效改善传统微胶囊致密性差、芯材易流失等缺陷。此外,无机壁材微胶囊与混凝土基体的相容性更好,且壁材脆性大,易在裂纹扩展时尖端应力的作用下发生开裂,释放包覆其中的修复剂。因此,无机壁材微胶囊的制备和研究对于自修复混凝土领域具有非常重要的意义。本论文首先采用界面聚合法制备出以环氧树脂为芯材二氧化硅为壁材的大粒径微胶囊,微胶囊的平均粒径可达110.7μm,且包覆率较高,约为70%。利用纳米压痕仪对微胶囊的破裂载荷,以及壁材的杨氏模量与硬度进行测试,微胶囊呈现出明显的脆性。测得二氧化硅壁材的杨氏模量约为6.70 GPa,远远高于有机壁材的杨氏模量。可见,二氧化硅壁材具有更好的抗变形能力。将微胶囊埋入水泥基材料中,复合试块断裂面处破裂微胶囊的SEM照片,证明了我们所制备的二氧化硅壁材微胶囊具有合适的力学强度,适用于自修复混凝土。采用插层技术制备了蒙脱土-脲醛树脂纳米复合壁材微胶囊。SEM和XRD的数据结果表明,酸化处理有效地扩大了蒙脱土的层间距,且使蒙脱土的表面变得更加粗糙,更有利于高聚物的插层。利用纳米压痕仪对复合壁材进行压痕测试,测得复合壁材的杨氏模量约为3.16 GPa,相较于单一的脲醛树脂壁材,杨氏模量具有很大的提高。可见,蒙脱土的插入不仅提高了壁材的阻隔性能,同时也提高了壁材的抗变形能力,更有利于微胶囊在自修复混凝土中的应用。采用Pickering乳液法利用油-水界面的硅酸盐颗粒与芯材中部分水的水化反应,首次成功制备出平均粒径达173.1μm的水泥壁材微胶囊。酚酞指示剂的检测结果表明,微胶囊的芯材中的确存在无机水性修复剂Na2SiO3。此外,利用XCT技术表征了分布在水泥基材料中的水泥壁材微胶囊。最后,将水泥壁材微胶囊与复合壁材微胶囊的掺入对水泥基体力学性能的影响进行比较,研究结果表明,水泥壁材微胶囊的掺入并不会对基体的抗压、抗折强度产生太大影响,而复合壁材微胶囊的掺入则会对基体的抗压、抗折强度产生较大影响。