自修复智能混凝土简支梁试验研究论文

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1、自修复智能混凝土简支梁试验研究论文摘要：本文采用免振捣自密实混凝土作为自修复智能混凝土的基材，内置玻璃纤维，分别在修复空心玻璃纤维内注入-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂，进行自修复自密实混凝土简支梁构件的三分点纯弯试验，比较了这三种胶粘剂的修复效能，及内置不同数量修复玻璃长管对简支梁承载力恢复和提高能力的差异。关键词：自修复混凝土自密实混凝土胶粘剂简支梁作为建筑结构最主要的材料之一，混凝土经历着由普通混凝土向高强与高性能混凝土的发展，目前又朝着多功能和智能化方向发展1。混凝土材料特别是高强与高性能混凝土.freel3；福建闽

2、侯碎石，5～20mm连续级配，表观密度为2665Kg/m3；福州闽江清洁饮用水；漳州后石电厂的Ⅰ级粉煤灰；以FDN萘系高效减水剂为主的复合外加剂。自密实混凝土的胶凝材料总量为500kg/m3，砂率45％，水胶比0.36。28d立方体抗压强度50.23MPa，轴心抗压强度37.90MPa，劈拉强度3.44MPa，弹性模量3.51×104MPa。2.3自修复混凝土胶粘剂的选用为了保证在裂缝初开裂时，内置玻璃纤维的胶粘剂能够迅速流到裂缝处修复混凝土裂缝，要求修复胶粘剂可实现的填充缝隙要尽可能小，所以要求胶粘剂的粘度较小，具有较好的流动性；固化条件简

3、单，有较高的粘接强度，化学性质稳定等。考虑这几方面的要求，本文选用－氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂以及聚氨酯胶粘剂作为自修复混凝土用的修复胶粘剂。自修复混凝土构件制作时，为了防止注入玻璃管的胶粘剂出现溢漏现象和管内的胶水固化，不让多余的空气进入玻璃管中，必须做好玻璃管端口的密封措施。2.4自修复自密实混凝土简支梁的制作自修复自密实混凝土简支梁的浇注方法不同于普通自密实混凝土构件的制作，因为它内置了空心玻璃管作为自修复的管道，在修复空心玻璃管内分别注入-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂，因此也就牵涉到了修复空心玻璃管的位置如

4、何正确定位于混凝土简支梁中的技术问题。试件采用木模成型，平放浇筑，室外养护。自修复自密实混凝土简支梁的浇注过程如下：1）在模板制作好后，用白色笔在模板内侧两边各画三条线，作为混凝土梁中玻璃管的定位线，而和第一层玻璃管相同截面高度处的钢筋则搁置在与保护层厚度相同的垫块上。2）将拌好的自密实混凝土铲入简支梁模板中，由于自密实混凝土可以在无扰动下实现自流平，因此当自密实混凝土在模板中的高度到达白线记号时，将注好胶粘剂的玻璃管放入混凝土中，接着再铲入混凝土，用同样的方法令第二、三层玻璃管在混凝土简支梁截面中的高度与第二条、第三条白线对齐，这样就可保证

5、各层玻璃管在梁截面中定位的准确。自密实混凝土填满整个梁模板后，再小心抬至平整的场地，避免扰动。2.5测试内容和加载制度根据试验目的，本次试验主要测试内容包括：①简支梁试件在修复前的开裂荷载；②简支梁试件在修复后的开裂荷载；③简支梁试件在修复前的破坏荷载；④简支梁试件在修复后的破坏荷载；⑤裂缝的分布情况；⑥第一条裂缝出现时候的荷载大小；⑦最大裂缝的宽度；⑧构件的破坏位置。试验采用两点对称的三分点加载的方式，空心玻璃长管的数量、分布和钢筋的配置。由于油压千斤顶在加载结束以后还有一个惯性力，在荷载较小时，这个惯性力相对于小荷载是很大的，这样就会造成

6、荷载无法控制而超载的现象。因此本次试验的加载设备采用机械千斤顶，由人工使用杠杆来施压，便于控制力加载的速度和大小。整个过程由人工对机械千斤顶加载，用连接于静态电阻应变仪的应变值推算压力。在裂缝开裂以前，每级加载值不宜大于屈服荷载的20％。裂缝开裂以后，每级荷载不宜大于屈服荷载值的10％。在接近预估开裂荷载时，为使实际开裂荷载较为准确，应减小加载幅度，裂缝出现后恢复至原来一级的荷载值加载。在试件裂缝出现后，每一级加载后都停留15～20min左右，以便裂缝发展稳定下来，然后用水笔在梁上画出裂缝的分布，并用读数显微镜观测裂缝的宽度。当加载到接近开裂

7、荷载时，在加载后待挠度发展的时间间隙，可以陆续听到简支梁试件侧面和底面所发出的脆响，这些声音一部分是混凝土的开裂，一部分是内部玻璃管的脆断，混凝土的开裂声较为清脆，而玻璃管由于埋置于混凝土中，其破裂的声音较沉闷。当所加荷载接近破坏荷载时，随着主裂缝的延伸和加宽，将会有胶粘剂从裂缝处流出，填充和修复裂缝，持荷一定时间后，把简支梁试件从架上撤下来，等待对构件进行修复后的再次加载。当整批构件第一次加载的试验全部完成后，放置5～6d，令-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂完全固化，达到最大强度，再对构件进行第二次加载。在第二次加载过程中

8、，必须注意第一次加载有胶粘剂流出的裂缝是否再次开裂；第一次加载的没有胶粘剂流出的裂缝是否在第二次加载时流出胶粘剂；第二次加载时是否出现新的裂缝及是否有胶粘剂流出。2