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硅酸盐学报2025年第11期:自修复水泥基材料微胶囊均匀分布设计策略及修复效率计算

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吕忠;宋向龙;梁可;袁静;史梦言;陈惠苏;

单位:安徽工业大学建筑工程学院;东南大学材料科学与工程学院,重大基础设施工程材料全国重点实验室,江苏省土木工程材料重点实验室;

摘要:微胶囊团聚和不均匀分布降低自修复作用的效率。受蜜蜂蜂巢结构形式的启发,设计一种微胶囊均匀分布的空间结构模型应用于胶囊法自修复水泥基材料。研究了基材内随机产生的裂纹与内置微胶囊相遇的概率关系,建立了相遇概率的表达式,分析了微胶囊尺寸、形态和掺量对相遇概率的影响,采用蒙特卡罗模拟验证了理论模型的准确性。结果表明:蜂巢式的设计策略能提高微胶囊的分布均匀性,增加胶囊的破裂概率,提升自修复效率;相较于球形胶囊,球柱形微胶囊具有更高的破裂概率和修复潜力。

关键词:自修复;微胶囊团聚;修复效率;水泥基材料;蒙特卡罗模拟

基金资助:安徽省高校科研项目(2024AH040029); 国家重点研发计划(2021YFB3802005); 高校优秀拔尖人才培育资助项目(gxyqZD2021106); 安徽省自然科学基金项目(2008085ME164)