新型混凝土課件

新型混凝土概述前言

混凝土是現(xiàn)代建筑中運(yùn)用最廣泛的材料之一，它具有結(jié)構(gòu)性能好，

可塑性好，防水性能好和適合工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

混凝土今后發(fā)展的基本趨勢(shì)是：

①混凝土技術(shù)已進(jìn)入高科學(xué)技術(shù)時(shí)代，正向著高強(qiáng)度、高工作性和高

耐久性的高性能方向發(fā)展；

②混凝土科學(xué)技術(shù)的任務(wù)已從過(guò)去的“最大限度向自然索取財(cái)富”，變

為合理應(yīng)用、節(jié)省能源、保護(hù)生態(tài)平衡，使其成為科學(xué)、節(jié)能和綠色

建筑材料；

③混凝土能否長(zhǎng)期維持在特殊環(huán)境中正常使用，以適應(yīng)特殊性能的要

求也成為今后混凝土的努力方向，也是混凝土的未來(lái)和希望。新型混凝土的研究正是向著這些方向發(fā)展的，我們將從以下四個(gè)

方面對(duì)新型混凝土進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：新型混凝土智能化新型混凝土低能耗化新型混凝土生態(tài)化新型混凝土長(zhǎng)壽命化智能化混凝土定義：智能混凝土指的是能感知環(huán)境條件變化，并做出相應(yīng)反應(yīng)的材料。它能模仿生命系統(tǒng)，同時(shí)具有感知和激勵(lì)雙重功能，能對(duì)外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動(dòng)作出適時(shí)、靈敏和恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，并具有自我診斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)和預(yù)報(bào)壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎(chǔ)上復(fù)合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶、自適應(yīng)、自修復(fù)特性的多功能材料。智能化混凝土損傷自診斷

普通的混凝土材料本身不具有自感應(yīng)功能，但在混凝土基材中復(fù)合部分其它材料組分使混凝土本身具備本征自感應(yīng)功能。

目前常用的材料組分有：聚合類(lèi)、碳類(lèi)、金屬類(lèi)和光纖。其中最常用的是碳類(lèi)、金屬類(lèi)和光纖。

根據(jù)纖維混凝土的這一特性，通過(guò)測(cè)試碳纖維混凝土所處的工作狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。在碳纖維的損傷自診斷混凝土中，碳纖維混凝土本身就是傳感器，可對(duì)混凝土內(nèi)部在拉、壓、彎靜荷載和動(dòng)荷載等外因作用下的彈性變形和塑性變形以及損傷開(kāi)裂進(jìn)行監(jiān)測(cè)。碳纖維作為傳感器并以電信號(hào)輸出的形式反映自身受力狀況和內(nèi)部的損傷程度。

碳纖維混凝土除具有壓敏性外，還具有溫敏性，即溫度變化引起電阻變化（溫阻性）及碳纖維混凝土內(nèi)部的溫度差會(huì)產(chǎn)生電位差的熱電性。智能混凝土自調(diào)節(jié)性

自調(diào)節(jié)智能混凝土具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能。

混凝土本身是惰性材料，要達(dá)到自調(diào)節(jié)的目的，必須復(fù)合具有驅(qū)動(dòng)功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。

智能化混凝土自修復(fù)性

自修復(fù)混凝土就是模仿生物組織，對(duì)受創(chuàng)傷

部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復(fù)合特性組分（如含有粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊）在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，模仿動(dòng)物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理。采用粘結(jié)材料和基材相復(fù)合的方法，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的新型復(fù)合材料。常用修復(fù)劑

常用修復(fù)劑主要有兩種。一種修復(fù)劑是本身就具有粘結(jié)基體材料的功能。比如將裝入化學(xué)藥品的多孔玻璃纖維放置在混凝土中，如果混凝土因地震或其它應(yīng)力而發(fā)生破裂，空心玻璃纖維就會(huì)破裂，釋放出一種粘結(jié)劑阻止進(jìn)一步的破裂。日本學(xué)者將內(nèi)含粘結(jié)劑的空心膠囊摻入混凝土材料中，一旦混凝土材料在外力作用下發(fā)生開(kāi)裂，部分空心膠囊就會(huì)破裂，粘結(jié)劑流向開(kāi)裂處，可使混凝土裂縫重新愈合。

一種是修復(fù)劑本身不具備粘結(jié)基材的功能，但是當(dāng)其與另外的物質(zhì)相遇時(shí)，能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成就有粘結(jié)功能的物質(zhì)，從而具有粘結(jié)基材的功能，實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫的修復(fù)。比如美國(guó)學(xué)者采用采用磷酸鈣水泥為基體材料，在其中加人多孔編織纖維網(wǎng)，在水泥水化和硬化過(guò)程中，多孔纖維釋放出引發(fā)劑，引發(fā)劑與單聚物發(fā)生聚合反應(yīng)生成高聚物。這樣，在多孔纖維網(wǎng)的表面形成了大量有機(jī)及無(wú)機(jī)物質(zhì)，它們互相穿插粘結(jié)，最終形成了與動(dòng)物骨骼結(jié)構(gòu)相類(lèi)似的復(fù)合材料，具有優(yōu)異的強(qiáng)度和延展性、柔韌性等性能。在混凝土材料使用過(guò)程中，如果發(fā)生損傷，多孔纖