水泥混凝土自修复建筑土木工程科技专业资料学习教案

1、会计学1水泥混凝土自修复水泥混凝土自修复(xif)建筑土木工程科技建筑土木工程科技专业资料专业资料第一页，共26页。 近些年来，由于裂缝发展而导致的工程事故已颇为常见，可以说微观(wigun)裂缝的无限制发展正是导致工程事故的根本原因之一。因此，混凝土裂缝的修复一直是学术界和工程界所关注和研究的热点。对于表面宏观裂缝，人们常采用被动的事后修复方式如灌浆、嵌缝封堵以及混凝土置换等方法进行修复。一些无损检测技术如超声反射法、射线照相法、红外成像法等常被用于检测混凝土内部损伤，但都有一定的局限性，并不能进行实时监测，其修复更是难上加难。第2页/共26页第二页，共26页。第3页/共26页第三页，共26

2、页。 水泥微裂缝自修复(自愈合)是指水泥在外部或内部条件的作用下,释放或生成新的物质自行封闭、愈合其微裂缝的过程(guchng)。 最早发现混凝土裂纹自修复现象的是Abram。1925年,Abram发现混凝土试件在抗拉强度测试开裂后,将其放在户外8d,裂缝竟然愈合了,而且强度比先前提高了2倍。可见,研究与利用水泥裂缝自修复的机制,研制各种具有自诊断、自修复性能的智能水泥材料,对提高水泥基材料的耐久性和可靠性意义重大,能够给建筑行业带来一系列新技术和新工艺。因此,国内外对水泥基材料微细裂缝的自修复机理进行了大量研究。第4页/共26页第四页，共26页。第5页/共26页第五页，共26页。第6页/共2

3、6页第六页，共26页。第7页/共26页第七页，共26页。第8页/共26页第八页，共26页。 结晶沉淀法修复裂缝是一个自然现象，包含了一系列复杂的物理、化学及力学过程。这种方法与其他的自修复方法不同，它是一种持续的、不依赖外部手段支持的自修复方法。当混凝土结构直接暴露于水环境中时，由未水化水泥颗粒（如 C3S、C2S 等）继续水化所生成的水化产物修复裂缝，此修复作用影响甚微，并不是混凝土基体自修复的主要(zhyo)原因。第9页/共26页第九页，共26页。SiO32-、AlO33-等取代，发生络合、结晶沉淀反应，形成更稳定的化合物，填充混凝土中裂缝和毛细孔隙，该过程是一个不断循环的过程，使得出现裂

4、缝的混凝土材料可实现多次自愈合。第10页/共26页第十页，共26页。 混凝土干燥时，由于缺少水作为扩散介质，活性物质 S 处于休眠状态；当混凝土开裂有水渗入时，该活性物质就被激活，催化发生络合、结晶沉淀反应，实现混凝土裂缝的自愈合(yh)。此修复技术的突出之处在于，它可以显著提高混凝土结构的强度和密实度，但是该方法对宽度大于 0.4mm 的裂缝的自修复效果不甚理想。 第11页/共26页第十一页，共26页。该方法以胶粘剂作为修复单体，将修复单体微胶囊化之后，再将其植入混凝土基体中，同时在基体中分散(fnsn)催化剂，其中催化剂能使修复单体聚合，当基体材料被损伤，产生微裂纹时，裂纹尖端的微胶囊由于

5、应力集中作用被撕裂，修复单体在毛细管的虹吸作用下渗入裂纹内部，与分散(fnsn)于基体中的催化剂相接触，修复胶粘剂单体被引发聚合反应，从而封堵裂纹，使基体材料在一程度上得以自修复，性能也得以较大改善。第12页/共26页第十二页，共26页。第13页/共26页第十三页，共26页。第14页/共26页第十四页，共26页。 光纤更智能化，它具有自诊断的能力，当光的强度、波长、偏振、及相位等发生变化时，监测系统可及时监测，并准确判断基体损伤及损伤位置。不但能进行实时监测，而且混凝土的损伤、裂缝也能得到及时修复，实现了损伤自诊断、自修复的一体化。光纤/纤维与混凝土结构存在相容性问题，如果相容性不好，相当于在

6、混凝土中引入了界面(jimin)缺陷，这会影响混凝土基体的力学性能和耐久性。第15页/共26页第十五页，共26页。第16页/共26页第十六页，共26页。第17页/共26页第十七页，共26页。第18页/共26页第十八页，共26页。作用。第19页/共26页第十九页，共26页。第20页/共26页第二十页，共26页。 SMA，即形状记忆合金（ Shape memory alloy），如果将在高温下定形的 SMA 在常温下拉伸至一定的塑性变形，再把它重新加热到一定温度(wnd)，它就会恢复变形前的形状，这就是形状记忆效应。 第21页/共26页第二十一页，共26页。 只有加热才能利用 SMA 的形状记忆效

7、应，温度过高会影响 SMA 的记忆性能，且较长时间使用之后，SMA 本身会产生蠕变，工作稳定性也变差，这些都限制了它的工作和应用范围。另一方面，由于 SMA 材料本身的电阻不大，采用(ciyng)电加热方式激励 SMA 时需要较大的电流，所以需要较粗的导线。此外，SMA 价格昂贵，是普通钢材价格的 700 倍。这些缺点都限制了 SMA 材料在混凝土基材自修复中的应用。 第22页/共26页第二十二页，共26页。第23页/共26页第二十三页，共26页。 由于水泥混凝土是一种脆性材料，在最初受施工和在使用过程中受荷载、材料老化以及外界环境因素的影响，会不可避免地出现微裂缝和局部损伤。将新型材料、技术与水泥混凝土相结合，对混凝土内部(nib)微裂纹实现自诊断、自修复已成为一种新的研究趋势，具有极广阔的发展前景，但是现在，微胶囊、微生物等