科技创新--李福东

1、 自修复混凝土的研究 指导老师：张纪刚 项目负责人：李福东 申请学院：土木工程学院 content 1.项项目简简介 2.研研究背景 3.项项目特色 4.实验研实验研究 5.时间时间安排 6.项项目经费经费 7.预预期成果 8.项项目应应用项目简介 自修复复混凝土是一种种具有再生功能的新型复复合材料，是由内内含修复剂复剂的空心玻璃短管和混凝土组组成的，当当材料内内部发发生一定程度上的损伤时损伤时能通过释过释放自身的修复剂来填复剂来填充和愈合混凝土的裂缝缝，使开开裂区区的强度得到恢复复甚至提高，进进行自我修复复。修复胶囊修复胶囊内置胶囊自修复混凝土内置胶囊自修复混凝土裂缝的发生使胶囊裂缝的发生使

2、胶囊破裂、修复剂流出破裂、修复剂流出内含修复剂的胶囊内含修复剂的胶囊事先埋藏于混凝土内事先埋藏于混凝土内流出的修复剂流出的修复剂修复裂缝修复裂缝 研究背景混凝土的发展已有混凝土的发展已有 100 多年的历史，因其抗压强度高、耐多年的历史，因其抗压强度高、耐久性好、成本低，生产工艺简单等特点已广泛应用于工业久性好、成本低，生产工艺简单等特点已广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、道路工程、地下工程、水利水电工程、与民用建筑、桥梁、道路工程、地下工程、水利水电工程、核电站、港口和海洋工程，并向着大跨结构、高耸结构、核电站、港口和海洋工程，并向着大跨结构、高耸结构、巨型结构和特种结构渗透，是目前用量最多的

3、建筑材料。巨型结构和特种结构渗透，是目前用量最多的建筑材料。 然而混凝土是一种多孔性的脆性材料，抗拉强度远远然而混凝土是一种多孔性的脆性材料，抗拉强度远远低于其抗压强度，韧性差，对冲击、开裂的抵抗能力低于其抗压强度，韧性差，对冲击、开裂的抵抗能力差，在使用荷载和周围环境的影响下不可避免地会产差，在使用荷载和周围环境的影响下不可避免地会产生微裂纹和局部损伤，轻者会降低结构的防水性，缩生微裂纹和局部损伤，轻者会降低结构的防水性，缩短其使用寿命，影响结构的整体性和外观；重者则危短其使用寿命，影响结构的整体性和外观；重者则危及结构的安全。及结构的安全。 在可预见的将来，混凝土仍然是一种现代建设不可缺少

4、的建筑材在可预见的将来，混凝土仍然是一种现代建设不可缺少的建筑材料。随着现代材料科学的不断进步，混凝土已逐渐向高强、高性料。随着现代材料科学的不断进步，混凝土已逐渐向高强、高性能多功能和智能化方向发展，混凝土结构也趋于大型化和复杂化。能多功能和智能化方向发展，混凝土结构也趋于大型化和复杂化。 项目特色过去对混凝土材料的修复形式主要是事后维修和定时维修，过去对混凝土材料的修复形式主要是事后维修和定时维修，通常采用的措施有：往裂缝内灌水泥浆，环氧树脂；聚合通常采用的措施有：往裂缝内灌水泥浆，环氧树脂；聚合物浸渍；缝合、钻孔堵塞；布置限裂钢筋，采用预应力锚物浸渍；缝合、钻孔堵塞；布置限裂钢筋，采用预

5、应力锚索等等。随着现代社会向智能化发展，这种停留在被动和索等等。随着现代社会向智能化发展，这种停留在被动和计划模式下的修复方式已不能完全适应现代多功能和智能计划模式下的修复方式已不能完全适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料提出的要求。建筑对混凝土材料提出的要求。自修复混凝土材料属于智能材料范畴，它是在混凝土基体自修复混凝土材料属于智能材料范畴，它是在混凝土基体中掺入修复胶囊，胶囊内含有可流动的物质中掺入修复胶囊，胶囊内含有可流动的物质修复胶黏修复胶黏剂，形成智能型自愈合网络系统。在外界荷载作用下，一剂，形成智能型自愈合网络系统。在外界荷载作用下，一旦混凝土基体开裂，部分胶囊破裂，胶黏剂流出并渗

6、入裂旦混凝土基体开裂，部分胶囊破裂，胶黏剂流出并渗入裂缝处凝结，从而实现混凝土裂缝的愈合。缝处凝结，从而实现混凝土裂缝的愈合。 实验方案本项项目实验实验采用试验研试验研究与与理论结论结合的方法进进行，在研研究中充分利用实验实验室资资源，运运用动动手能力和理论论分析能力。具体的研研究方法如下： 1、采用常规试验规试验方法分析砂、石、减减水剂剂、胶胶粘剂剂的物理 性能 2、研研究自修复复混凝土的工作性 3、研研究自密实实混凝土配合比 4、研研究6种胶种胶粘剂剂（环氧树环氧树脂胶胶粘剂剂、氯氯丁万能胶胶胶胶粘剂剂、聚氯氯乙烯胶烯胶粘剂剂、氯丁橡胶胶粘剂和丙烯酸酯、氰基丙烯酸脂胶粘剂氯丁橡胶胶粘剂和丙

7、烯酸酯、氰基丙烯酸脂胶粘剂和聚氨酯、环氧树脂和超强力胶玻璃纤维管和聚氨酯、环氧树脂和超强力胶玻璃纤维管 ）对对自修复复混凝土的工作性的影响响 5、 采用不同胶胶囊尺寸、大小对对自修复复混凝土的影响响 时间安排项项目进进度时间时间安排： 1.2010年年1月月10日日 2010年年3月月16日日 文献查阅、试验设计、绪论完成文献查阅、试验设计、绪论完成 2.2010年年3月月 16日日 2010年年9月月 1日日 试验及理论分析试验及理论分析 .2010年年9月月1日日 2010年年11月月 1日日论文写作论文写作.2010年年11月月1日日 2010年年12月月 10日日整理论文，准备结题答辩

8、整理论文，准备结题答辩 项目经费青岛理工大学大学生科技创新项目（活动）经费预算表青岛理工大学大学生科技创新项目（活动）经费预算表活动名称活动名称自修复混凝土研究自修复混凝土研究负责人负责人李福东李福东物品名称物品名称用途用途单价单价数量数量合计（元）合计（元）备注备注 脱水脱水T31T31 环氧环氧树脂树脂试验材料试验材料 2323元元/ /公公斤斤5 5公斤公斤115115无无E44E44环氧树环氧树脂脂试验材料试验材料2525元元/ /公斤公斤5 5公斤公斤125125无无氯丁万能氯丁万能胶胶试验材料试验材料200200元元/ /桶桶1 1桶桶200200无无聚氯乙烯聚氯乙烯胶黏剂胶黏剂试

9、验材料试验材料2020元元/ /公斤公斤5 5公斤公斤100100无无32.5R32.5R硅酸硅酸盐水泥盐水泥试验材料试验材料330330元元/ /袋袋1 1袋袋330330无无FDNFDN萘系减萘系减水剂水剂试验材料试验材料200200元元/ /袋袋1 1袋袋200200无无玻璃管玻璃管试验器材试验器材200200元元/ /米米5 5米米10001000无无项目经费测量及配套工具测量及配套工具试验材料试验材料200200元元/ /套套1 1套套200200无无玻璃刀及配套工具玻璃刀及配套工具试验器材试验器材300300元元/ /套套1 1套套300300无无煤灰煤灰试验材料试验材料200200元元/ /吨吨0.50.5吨吨100100无无称及相关器材称及相关器材试验器材试验器材300300元元/ /套套1 1套套300300无无商品混凝土商品混凝土试验材料试验材料400400元元/ /立方米立方米1 1立方米立方米400400无无压强计压强计试验器材试验器材200200元元/ /个