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南海岛礁防护工程中裂缝自修复试验研究

微胶囊；单轴压缩；钙质砂；环氧树脂；压电陶瓷

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本文针对南海岛礁工程中防护工程中结构内部裂缝的探测与自修复难题，开展了一系列不同粒径和掺入比的微胶囊自修复试验，并采用了压电传感技术对裂缝和修复效果进行了量化分析和评估。首先采用了原位聚合法以不同转速合成的脲醛树脂包裹环氧树脂的微胶囊，通过微观分析和激光粒度仪进行了量化表征和分析，得到了不同级配的微胶囊生成方法，在此基础上，针对南海岛礁中的珊瑚礁砂水泥块，进行了不同掺入比例的配合试验。针对不同粒径的珊瑚礁砂水泥块展开了微胶囊的掺入试验，研究了不同微胶囊掺量在珊瑚砂试块内部所起到的作用，结合试块的试块的抗压强度和模量和SEM微观照片确定最合适于水泥固化珊瑚砂的微胶囊粒径和掺量,并且用压电陶瓷(PZT)测量出了微胶囊的修复效果。实验结果表明：在450 rpm合成的微胶囊掺入钙质砂试块后对试块强度有很大提升，微胶囊掺量为3%时，效果最好；随着微胶囊掺量增多，试块的强度和模量会逐渐减少；450 rpm合成的微胶囊粒径范围与试块的孔隙分布匹配度最好，微胶囊对孔隙的填充是其对试块基体强度提高的主要原因；PZT检测出微胶囊的修复效果为81%左右。所得结果可为水泥固化砂的自修复提供参考。