Cem. Concr. Compos.：水泥砂浆/金属氢氧化物微胶囊复合材料的制备与性能

题目

题目： Preparation and properties of cement mortar/ metal hydroxide microcapsules composites

水泥砂浆/金属氢氧化物微胶囊复合材料的制备与性能

关键词

金属氢氧化物；微胶囊；砂浆；腐蚀

来源

出版年份：2020

来源：Cement and Concrete Composites

课题组：深圳大学材料学院左建东课题组

研究背景

钢筋混凝土的耐久性对建筑发展至关重要。沿海地区由于存在氯离子侵蚀，建筑物寿命大大缩短。氯离子通过迁移进入混凝土内部，破坏钢筋表面钝化膜，引发钢筋膨胀开裂，导致建筑结构服役寿命下降。因此，需要研究方法保护混凝土内钢筋免受氯离子侵蚀。之前，大多数研究通常集中在抑制混凝土中的氯离子，而近年来，混凝土中的自修复技术引起了研究者的极大兴趣，特别是微胶囊技术被用于包覆缓蚀剂并实现缓蚀性能。

研究出发点

目前，胶囊制备技术仍存在着工艺复杂、粒径分散性窄、壁材种类少等缺点。此外，现有研究均使用模拟混凝土孔隙溶液开展实验，对于氢氧化物微胶囊在实际水泥砂浆中的应用尚未展开。

研究内容

本文将金属氢氧化物微胶囊添加到水泥砂浆，代替了以往研究中砂浆的模拟孔隙溶液。采用电化学分析法详细研究了微胶囊对砂浆力学性能的影响及其对钢筋的长期防腐效果，研究结果为金属氢氧化物微胶囊在混凝土中的应用提供了重要参考。

图 1 电化学测试中的砂浆块

图 2 钢筋在水泥砂浆中不同浸泡天数的线性扫描伏安（LSV）曲线

图 3 不同浸泡时间下砂浆中钢筋的Nyquist图

图 4 C2样品在研钵中第30天的微胶囊形态

图 5 钢筋在砂浆/微胶囊复合材料中60天的腐蚀形貌

主要结论

本文将金属氢氧化物微胶囊添加到水泥砂浆中，并测试了复合材料的力学性能和电化学性能。由于金属氢氧化物微胶囊粒径适中，与砂浆的粘结性较好，在砂浆中掺入金属氢氧化物微胶囊对砂浆的力学性能没有明显影响。

在电化学测试中，与未包覆的金属氢氧化物相比，包覆金属氢氧化物微胶囊的样品具有更高的腐蚀电位、更低的腐蚀密度和更大的电荷转移电阻。同样，在EIS测试中，含微胶囊的样品比不含微胶囊的样品具有较大的容抗弧半径和较高的Rct值。结果表明，金属氢氧化物的包覆不仅影响了砂浆中钢筋的防腐效果，而且在浸泡后期起到了较好的作用。而且，随着微胶囊用量和浸泡时间的增加，这种效果变得更加明显。

微胶囊在砂浆中的形貌表明，微胶囊在砂浆中分散均匀，界面结合良好。砂浆中钢筋的相应锈蚀面也比空白试样光亮。氢氧化物微胶囊在氯离子环境下对砂浆中的钢筋具有良好的实际缓蚀效果，说明微胶囊在水泥砂浆中的应用是可行的。

本期编者简介

翻译：

罗盛禹硕士生深圳大学

审核：

李雪琪硕士生深圳大学

排版：

汤高翔硕士生深圳大学

本期学术指导

何闯博士后深圳大学

龙武剑教授深圳大学

文献链接：

https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103438

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