對當前智能混凝土的發(fā)展

對當前智能混凝土的發(fā)展探討摘要：智能混凝土是現(xiàn)代建筑材料與現(xiàn)代科技相結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)混凝土材料發(fā)展的高級階段?；仡櫫酥悄芑炷恋陌l(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀，展望了智能混凝土的發(fā)展趨勢和應用前景，闡述了研究中應注意的問題。

關(guān)鍵詞：智能

混凝土

發(fā)展

Abstract:Intelligentisamodernconcretebuildingmaterialsandmoderntechnologytocombinetheproductofatraditionalconcretematerialdevelopmentoftheadvancedstage.Recallingthehistoryofthedevelopmentofconcreteintelligenceandresearchandlookforwardtoasmartconcretedevelopmenttrendsandapplicationprospectsontheresearchshouldpayattentionto.

Keywords:smartconcretedevelopment

前言

隨著現(xiàn)代材料科學的不斷進步，作為最主要的建筑材料之一的混凝土已逐漸向高強、高性能、多功能和智能化發(fā)展。用它建造的混凝土結(jié)構(gòu)也趨于大型化和復雜化。然而混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中由于受環(huán)境荷載作用。疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響，結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生損傷積累、抗力衰減，甚至導致突發(fā)事故。為了有效地避免突發(fā)事故的發(fā)生，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，必須對此類結(jié)構(gòu)進行實時的“健康”監(jiān)測，并及時進行修復?，F(xiàn)有的無損檢測方法，如聲波檢測X射線及C掃描等，只能定性檢測，而不能定量、數(shù)據(jù)化處理，更主要的是不能實現(xiàn)實時監(jiān)測。因而對結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀態(tài)的監(jiān)測和損傷估計還比較困難，甚至是不可能的。傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)的維修方式主要是在損傷部位進行外部的加固，而對損傷的原結(jié)構(gòu)進行維修比較困難，尤其是對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷修復更是非常困難。隨著現(xiàn)代社會向智能化的發(fā)展，這種停留在被動和計劃模式的檢測與修復方式已不能適應現(xiàn)代多功能和智能建筑對混凝土材料提出的要求。因此，研究和開發(fā)具有主動、自動地對結(jié)構(gòu)進行自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復、恢復的智能混凝土已成為結(jié)構(gòu)一功能（智能）一體化的發(fā)展趨勢[1]1智能混凝土的定義和發(fā)展歷史

智能材料，指的是“能感知環(huán)境條件，做出相應行動”的材料。它能模仿生命系統(tǒng)，同時具有感知和激勵雙重功能，能對外界環(huán)境變化因素產(chǎn)生感知，自動作出適時。靈敏和恰當?shù)捻憫⒕哂凶晕以\斷、自我調(diào)節(jié)、自我修復和預報壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎(chǔ)上復合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶，自適應，自修復特性的多功能材料。根據(jù)這些特性可以有效地預報混凝土材料內(nèi)部的損傷，滿足結(jié)構(gòu)自我安全檢測需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在脆性破壞，并能根據(jù)檢測結(jié)果自動進行修復，顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和記憶、自適應。自修復等多種功能的綜合，缺一不可，以目前的科技水平制備完善的智能混凝土材料還相當困難。但近年來損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現(xiàn)；為智能混凝土的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。1.1損傷自診斷混凝土

自診斷混凝土具有壓敏性和溫敏性等自感應功能。普通的混凝土材料本身不具有自感應功能，但在混凝土基材中復合部分其它材料組分使混凝土本身具備本征自感應功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中最常用的是碳類、金屬類和光纖。下面主要介紹2種當前研究比較熱門的損傷自診斷混凝土。碳纖維智能混凝土仰

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混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中，大多數(shù)結(jié)構(gòu)是帶縫工作的。混凝土產(chǎn)生裂縫，不僅強度降低，而且空氣中的CO2、酸雨和氯化物等極易通過裂縫侵人混凝土內(nèi)部，使混凝土發(fā)生碳化，并腐蝕混凝土內(nèi)的鋼筋，這對地下結(jié)構(gòu)物或盛有危險品的處理設(shè)施尤為不利，一旦混凝土發(fā)生裂縫，要想檢查和維修都很困難。自修復混凝土就是應這方面的需要而產(chǎn)生的。在人類現(xiàn)實生活中可以見到人的皮膚劃破后，經(jīng)一段時間皮膚會自然長好，而且修補得天衣無縫；骨頭折斷后，只要接好骨縫，斷骨就會自動愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物組織，對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復合特性組分（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)，模仿動物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復機理。采用粘結(jié)材料和基材相復合的方法嫂，程使努材型料鏟損養(yǎng)傷辯破憑壞末后奉，葬具竿有井自勵行結(jié)愈辦合杜和惑再往生磨功扭能輔，黑恢壁復旅甚乘至廊提狐高茂材蟲料腳性父能欠的炭新奸型聰復唱合渡材遲料蹤。玉在羨日鑰本積，盈以嫁東歡北芒大穗學走三欠橋裙博稻三氣教碧授公為績首子的條日門本咱學僅者纖將除內(nèi)算含茅粘炊結(jié)聲劑販的誘膠島囊辛或胳空枕心飛玻百璃惜纖泰維露摻榨入艦混攻凝經(jīng)土染材副料浩中彼，茫一累旦艷混倆凝戴土糾在饅外訴力申作篇用醫(yī)下慶發(fā)賀生猾開痛裂碼，隸部懼分婆膠便囊或或牲空倘心秤玻私璃干纖狐維縮破葡裂掃，全粘殖結(jié)頭液腥流蒼出文并略深慰人扎裂尤縫共。球粘勉結(jié)寇液呢可舒使于混驅(qū)凝振土顫裂綁縫堂重鐘新彈愈腸合描。騎美角國殃伊川利團諾尺伊默斯唇大笨學緊的露C盈a百r郊o述l糕y茫n更針D犧r(nóng)危y所在籌1斜9個9濃4工年謀采移用錦類股似頭的揮方呢法薦，乏將槽在貴空皂心所玻憂璃排纖在維噸中襖注久人強縮捎醛慚高卵分桃子暗溶蒸液悠作幣為技粘抽結(jié)襯劑貼埋泥人掛混徹凝角土絮中屬使襖混盞凝磨土懂具禾有亂自手愈司合孕功其能抄。原在紀此貞基段礎(chǔ)撤上挎C鄉(xiāng)a穗r貓o村l燭y弓n臥話D夸r壽y餅還側(cè)根竿據(jù)倘動慈物鴿骨茶骼探的劍結(jié)掌構(gòu)丸和揭形你成責機訓理獨，痕嘗受試膠制標備徐仿虧生棚混瘦凝愁土傘材捉料訴，村其石基擱本糕原勤理亮是賢采扮用途磷刊酸緊鈣殼水宵泥堪（順含麻有偵單福聚伏物際）炮為錦基丘體皮材閘料警，盒在雷其套中考加掉人段多撞孔奴的蕩編寸織前纖肢維娘網(wǎng)詳。傾在脊水飽泥禽水貸化牙和甚硬斬化雹過質(zhì)程訂中匪，袖多姿孔瀉纖掠維占釋尾放知出洞聚漫合薪反搬應叉引毀發(fā)印劑釘與永單邊聚知物民聚參合眨成魯高脾聚演物撈，似聚憐合趨反類應容留寒下挪的此水捕分礎(chǔ)參羽與殼水盞泥委水疾化箏。吃這圍樣趙便熱在稿纖辮維摧網(wǎng)跑的贈表凡面患形然成陣大達量兵有銜機留與財無揮機滴物闖，描它并們怕相織互糖穿暗插巾粘六結(jié)叫，揚最業(yè)終熔形拿成氧的號復祝合埋材艇料秧是賢與橫動麥物疏骨針骼錯結(jié)托構(gòu)拾相緊似亂的純無菊機揮與撿有擋機彈相撥結(jié)辮合嶼的森材哨料佛，慚具闖有攤優(yōu)躺異晚的坦強獲度搖及膨延蜜性趣等糧性餃能般。掛而狠且單在惡材綠料貴使免用幅過妥程懶中片，旅如撒果講發(fā)漫生美損饒傷趨，脈多碌孔挽有瓶機典纖浪維磚會簡釋裳放輸高引聚恐物通，卸愈拋合肥損撞傷返。急2智能混凝規(guī)究現(xiàn)狀和應注意的問題

前面所述的自診斷、自調(diào)節(jié)和自修復混凝土是智能混凝土研究的初級階段，它們只具備了智能混凝土的某一基本特征，是一種智能混凝土的簡化形式。因此有人也稱之為機敏混凝土。然而這種功能單一的混凝土并不能發(fā)揮智能混凝土作用，目前人們正致力于將2種以上功能進行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。智能組裝混凝土材料是將具有自感應、自凋節(jié)和自修復組件材料等與