具有裂縫自修復(fù)功能的智能混凝土及其結(jié)構(gòu)構(gòu)件研究.pdf

1、混凝土自修復(fù)技術(shù)是一種近些年提出的修復(fù)混凝土損傷及裂縫的新方法。自修復(fù)混凝土能夠主動、自動地對損傷部位進行修復(fù)、恢復(fù)并提高混凝土材料的性能。一個自修復(fù)系統(tǒng)將免去有效監(jiān)測和外部修補所需的高額費用，節(jié)省建筑結(jié)構(gòu)運行費用，且大大有利于其安全性和耐久性，混凝土材料的使用壽命也將延長。
　　本文在研究混凝土自修復(fù)的原理和技術(shù)的基礎(chǔ)上，對內(nèi)置膠囊自修復(fù)混凝土、內(nèi)置纖維膠液管自修復(fù)混凝土、形狀記憶合金智能自修復(fù)混凝土、滲透結(jié)晶自修復(fù)混凝土及其構(gòu)

2、件的力學性能、自修復(fù)性能以及應(yīng)用方法進行了系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，研究了混凝土自修復(fù)原理與技術(shù)，分析了其應(yīng)用范圍和所存在的缺陷，為自修復(fù)混凝土制備及其應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
　　其次，研制了一種內(nèi)置膠囊自修復(fù)混凝土。分析了影響修復(fù)膠囊在混凝土中的分布和取向的主要因素，并建立了描述修復(fù)膠囊在混凝土中的分布和取向的函數(shù)。通過試驗，研究了修復(fù)膠囊的長度、管徑、摻入量（用體積率來描述）對混凝土性能的影響，確定了其最佳

3、參數(shù)取值范圍。利用ANSYS對預(yù)埋在混凝土的修復(fù)膠囊進行了有限元分析，研究了修復(fù)膠囊的修復(fù)行為，分析了其受力特征，確定了其合理壁厚，為修復(fù)膠囊材料的選擇及修復(fù)膠囊的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。分別以α-氰基丙烯酸脂膠粘劑和環(huán)氧樹脂膠粘為修復(fù)劑分別進行了內(nèi)置膠囊自修復(fù)混凝土試驗，驗證了其自修復(fù)效果。
　　第三，研制了一種內(nèi)置纖維膠液管自修復(fù)混凝土，通過試驗，驗證了內(nèi)置纖維膠液管混凝土的自修復(fù)能力。從裂縫的封閉率、材料的強度回復(fù)率、聲發(fā)射信號

4、圖三個方面對混凝土的自修復(fù)效果進行了評價。研究了一種促使修復(fù)劑流動、快速達到損傷處的自修復(fù)體系，通過分析修復(fù)纖維管內(nèi)壓力對修復(fù)質(zhì)量的影響，確定管內(nèi)壓力的最佳取值范圍。利用復(fù)合材料力學和纖維復(fù)合材料力學，從修復(fù)纖維微分單元的平衡狀態(tài)，得到了修復(fù)纖維管及時發(fā)揮作用的合理尺寸（管徑和管厚）。研究并設(shè)計了一種內(nèi)置纖維膠液管鋼筋混凝土梁，通過三分點彎曲試驗，驗證了鋼筋混凝土梁裂縫的自修復(fù)能力。
　　第四，結(jié)合修復(fù)膠粘劑對裂縫面的粘結(jié)功能和形

5、狀記憶合金的驅(qū)動功能，提出了一種形狀記憶合金智能自修復(fù)混凝土，形狀記憶合金將驅(qū)使裂縫面閉合，恢復(fù)結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的變形和撓度，修復(fù)膠粘劑將兩裂縫面重新粘結(jié)在一起，恢復(fù)或提高開裂區(qū)混凝土的強度。分別將在常溫下處于馬氏體相和奧氏體相的形狀記憶合金絲預(yù)埋在混凝土梁中，研究了合金的逆相變過程和彈性回復(fù)過程中對梁變形的驅(qū)動效應(yīng)；研究了形狀記憶合金的配置量、合金的粗細、合金的初始預(yù)應(yīng)變值、合金與混凝土的連結(jié)方式等因素對于梁的變形性能及自修復(fù)能力的影響規(guī)律