水泥混凝土自修復(fù)建筑土木工程科技專(zhuān)業(yè)資料學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1水泥混凝土自修復(fù)水泥混凝土自修復(fù)(xif)建筑土木工程科技建筑土木工程科技專(zhuān)業(yè)資料專(zhuān)業(yè)資料第一頁(yè)，共26頁(yè)。 近些年來(lái)，由于裂縫發(fā)展而導(dǎo)致的工程事故已頗為常見(jiàn)，可以說(shuō)微觀(wigun)裂縫的無(wú)限制發(fā)展正是導(dǎo)致工程事故的根本原因之一。因此，混凝土裂縫的修復(fù)一直是學(xué)術(shù)界和工程界所關(guān)注和研究的熱點(diǎn)。對(duì)于表面宏觀裂縫，人們常采用被動(dòng)的事后修復(fù)方式如灌漿、嵌縫封堵以及混凝土置換等方法進(jìn)行修復(fù)。一些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)如超聲反射法、射線(xiàn)照相法、紅外成像法等常被用于檢測(cè)混凝土內(nèi)部損傷，但都有一定的局限性，并不能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其修復(fù)更是難上加難。第2頁(yè)/共26頁(yè)第二頁(yè)，共26頁(yè)。第3頁(yè)/共26頁(yè)第三頁(yè)，共26

2、頁(yè)。 水泥微裂縫自修復(fù)(自愈合)是指水泥在外部或內(nèi)部條件的作用下,釋放或生成新的物質(zhì)自行封閉、愈合其微裂縫的過(guò)程(guchng)。 最早發(fā)現(xiàn)混凝土裂紋自修復(fù)現(xiàn)象的是Abram。1925年,Abram發(fā)現(xiàn)混凝土試件在抗拉強(qiáng)度測(cè)試開(kāi)裂后,將其放在戶(hù)外8d,裂縫竟然愈合了,而且強(qiáng)度比先前提高了2倍?？梢?jiàn),研究與利用水泥裂縫自修復(fù)的機(jī)制,研制各種具有自診斷、自修復(fù)性能的智能水泥材料,對(duì)提高水泥基材料的耐久性和可靠性意義重大,能夠給建筑行業(yè)帶來(lái)一系列新技術(shù)和新工藝。因此,國(guó)內(nèi)外對(duì)水泥基材料微細(xì)裂縫的自修復(fù)機(jī)理進(jìn)行了大量研究。第4頁(yè)/共26頁(yè)第四頁(yè)，共26頁(yè)。第5頁(yè)/共26頁(yè)第五頁(yè)，共26頁(yè)。第6頁(yè)/共2

3、6頁(yè)第六頁(yè)，共26頁(yè)。第7頁(yè)/共26頁(yè)第七頁(yè)，共26頁(yè)。第8頁(yè)/共26頁(yè)第八頁(yè)，共26頁(yè)。 結(jié)晶沉淀法修復(fù)裂縫是一個(gè)自然現(xiàn)象，包含了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)及力學(xué)過(guò)程。這種方法與其他的自修復(fù)方法不同，它是一種持續(xù)的、不依賴(lài)外部手段支持的自修復(fù)方法。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)直接暴露于水環(huán)境中時(shí)，由未水化水泥顆粒（如 C3S、C2S 等）繼續(xù)水化所生成的水化產(chǎn)物修復(fù)裂縫，此修復(fù)作用影響甚微，并不是混凝土基體自修復(fù)的主要(zhyo)原因。第9頁(yè)/共26頁(yè)第九頁(yè)，共26頁(yè)。SiO32-、AlO33-等取代，發(fā)生絡(luò)合、結(jié)晶沉淀反應(yīng)，形成更穩(wěn)定的化合物，填充混凝土中裂縫和毛細(xì)孔隙，該過(guò)程是一個(gè)不斷循環(huán)的過(guò)程，使得出現(xiàn)裂

4、縫的混凝土材料可實(shí)現(xiàn)多次自愈合。第10頁(yè)/共26頁(yè)第十頁(yè)，共26頁(yè)。 混凝土干燥時(shí)，由于缺少水作為擴(kuò)散介質(zhì)，活性物質(zhì) S 處于休眠狀態(tài)；當(dāng)混凝土開(kāi)裂有水滲入時(shí)，該活性物質(zhì)就被激活，催化發(fā)生絡(luò)合、結(jié)晶沉淀反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的自愈合(yh)。此修復(fù)技術(shù)的突出之處在于，它可以顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和密實(shí)度，但是該方法對(duì)寬度大于 0.4mm 的裂縫的自修復(fù)效果不甚理想。 第11頁(yè)/共26頁(yè)第十一頁(yè)，共26頁(yè)。該方法以膠粘劑作為修復(fù)單體，將修復(fù)單體微膠囊化之后，再將其植入混凝土基體中，同時(shí)在基體中分散(fnsn)催化劑，其中催化劑能使修復(fù)單體聚合，當(dāng)基體材料被損傷，產(chǎn)生微裂紋時(shí)，裂紋尖端的微膠囊由于

5、應(yīng)力集中作用被撕裂，修復(fù)單體在毛細(xì)管的虹吸作用下滲入裂紋內(nèi)部，與分散(fnsn)于基體中的催化劑相接觸，修復(fù)膠粘劑單體被引發(fā)聚合反應(yīng)，從而封堵裂紋，使基體材料在一程度上得以自修復(fù)，性能也得以較大改善。第12頁(yè)/共26頁(yè)第十二頁(yè)，共26頁(yè)。第13頁(yè)/共26頁(yè)第十三頁(yè)，共26頁(yè)。第14頁(yè)/共26頁(yè)第十四頁(yè)，共26頁(yè)。 光纖更智能化，它具有自診斷的能力，當(dāng)光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、偏振、及相位等發(fā)生變化時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可及時(shí)監(jiān)測(cè)，并準(zhǔn)確判斷基體損傷及損傷位置。不但能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且混凝土的損傷、裂縫也能得到及時(shí)修復(fù)，實(shí)現(xiàn)了損傷自診斷、自修復(fù)的一體化。光纖/纖維與混凝土結(jié)構(gòu)存在相容性問(wèn)題，如果相容性不好，相當(dāng)于在

6、混凝土中引入了界面(jimin)缺陷，這會(huì)影響混凝土基體的力學(xué)性能和耐久性。第15頁(yè)/共26頁(yè)第十五頁(yè)，共26頁(yè)。第16頁(yè)/共26頁(yè)第十六頁(yè)，共26頁(yè)。第17頁(yè)/共26頁(yè)第十七頁(yè)，共26頁(yè)。第18頁(yè)/共26頁(yè)第十八頁(yè)，共26頁(yè)。作用。第19頁(yè)/共26頁(yè)第十九頁(yè)，共26頁(yè)。第20頁(yè)/共26頁(yè)第二十頁(yè)，共26頁(yè)。 SMA，即形狀記憶合金（ Shape memory alloy），如果將在高溫下定形的 SMA 在常溫下拉伸至一定的塑性變形，再把它重新加熱到一定溫度(wnd)，它就會(huì)恢復(fù)變形前的形狀，這就是形狀記憶效應(yīng)。 第21頁(yè)/共26頁(yè)第二十一頁(yè)，共26頁(yè)。 只有加熱才能利用 SMA 的形狀記憶效

7、應(yīng)，溫度過(guò)高會(huì)影響 SMA 的記憶性能，且較長(zhǎng)時(shí)間使用之后，SMA 本身會(huì)產(chǎn)生蠕變，工作穩(wěn)定性也變差，這些都限制了它的工作和應(yīng)用范圍。另一方面，由于 SMA 材料本身的電阻不大，采用(ciyng)電加熱方式激勵(lì) SMA 時(shí)需要較大的電流，所以需要較粗的導(dǎo)線(xiàn)。此外，SMA 價(jià)格昂貴，是普通鋼材價(jià)格的 700 倍。這些缺點(diǎn)都限制了 SMA 材料在混凝土基材自修復(fù)中的應(yīng)用。 第22頁(yè)/共26頁(yè)第二十二頁(yè)，共26頁(yè)。第23頁(yè)/共26頁(yè)第二十三頁(yè)，共26頁(yè)。 由于水泥混凝土是一種脆性材料，在最初受施工和在使用過(guò)程中受荷載、材料老化以及外界環(huán)境因素的影響，會(huì)不可避免地出現(xiàn)微裂縫和局部損傷。將新型材料、技術(shù)與水泥混凝土相結(jié)合，對(duì)混凝土內(nèi)部(nib)微裂紋實(shí)現(xiàn)自診斷、自修復(fù)已成為一種新的研究趨勢(shì)，具有極廣闊的發(fā)展前景，但是現(xiàn)在，微膠囊、微生物等