最新自愈合混凝土课件PPT.ppt

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1、自愈合混凝土自愈合混凝土概述自修复的方法分类自修复的研究现状自修复的研究方向自愈合混凝土目录自愈合混凝土概述背景：混凝土是目前用量最大的建筑材料，具有抗压强度高、耐久性好、易浇注成型、成本低等优点，广泛应用于各类建筑物。然而，混凝土也有着自身致命的缺陷——裂缝。当混凝土出现微观裂缝时，若不能及时修复，不仅会影响材料的正常使用，还可能会导致混凝土出现宏观裂缝影响其使用寿命。1)混凝土裂缝影响混凝土结构的承载能力:裂缝会降低其刚度和抗剪强度，使钢筋承受拉力大于设计拉力，从而影响其承载力;2)混凝土裂

2、缝引起钢筋锈蚀:裂缝的存在会使水分或各种腐蚀介质渗入结构体内，导致钢筋锈蚀或降低骨料强度而对整体结构带来危害。在寒冷环境，裂缝会加重冻融对混凝土结构的损害，使保护涂层开裂、脱落而失去保护性能;1.形状记忆合金自修复1.常用的SMA为NiTi合金。2.优点:实现多种变形形式、具有形状记忆功能、超弹性、可恢复变形大、在受限制恢复时能产生很大的驱动力、抗疲劳性能强，易于同混凝土、钢等结构材料相结合，弹性模量会随相变状态的改变而变化.3.阎石等研究了SMA智能混凝土连续梁在通电激励下裂缝的自修复性能及其

3、影响因素，分析了SMA对连续梁的变形以及裂缝的修复机理。匡亚川等分析了SMA智能混凝土梁的变形规律，探讨了改变SMA丝初始应变和总截面面积对混凝土梁裂缝修复效果的影响。研究表明，SMA丝对梁裂缝有良好的修复性能。修复前后对比SMA已经广泛应用于军事、航天、机械、医疗等领域,并取得了很好的效果。1.形状记忆合金自修复存在的问题SMA电阻变化率敏感性和驱动性受SMA丝的影响因素：混凝土的锚固、粘结；预张拉的大小；SMA丝的直径。Part12聚合物固化自修复热聚合修复主要利用含有热固性聚合物的微胶囊在

4、基体开裂时产生破裂，释放聚合物，在基体中催化剂的作用下，在裂缝中发生开环置换聚合反应，经固化而修复混凝土。聚合物空气固化自修复原理主要在于，当基体产生微裂缝时释放出修补裂缝的化学物质，然后该化学物质在裂缝中空气硬化，修复裂缝。空气固化热聚合1.聚合物固化自修复：在混凝土中加入空心玻璃纤维或胶囊，在其里面加入胶固化粘接或者活性物质与集体物质反应产生不容物质，堵塞裂缝，进而使裂缝修复。2.常用的修复剂有：氰凝胶黏剂、TY-6638型聚氨酯胶黏剂、环氧树脂、聚氯乙烯2.聚合物固化仿生自修复2.聚合物固

5、化仿生自修复日本三桥博三教授，用水玻璃和环氧树酯等材料作为修复剂，将其注人空心玻璃纤维中并掺人混凝土材料中，测试不同龄期下，经不同修补液在开裂修复后混凝土材料的强度回复率。美国伊利诺伊斯大学的CarolynDry在1994年采用类似的方法，在空心玻璃纤维中注人缩醛胶粘剂高分子溶液作为黏结剂，埋入混凝土中。实验试件采用三点弯曲法。赵晓鹏等在以钢丝短纤维增强的水泥基复合材料中，嵌入注有缩醛高分子溶液的液芯玻璃纤维，分层浇。2.聚合物固化仿生自修复哈尔滨工业大学的欧进萍等,建立了描述修复胶囊在混凝土中

6、的分布和取向函数,用以统计分布在混凝土基体中各个方向的胶囊数。2.聚合物固化仿生自修复1.修复容器与所处环境的适应性及与机体材料的相容性；2.修复容器大小及掺量对基体力学性能的影响规律；3.修复容器不同对基体不同破坏力的感知能力和破裂机理；4.不同的破坏形式下修复体系的修复机理和修复效果；5.修复体系修复范围较小。3.结晶沉淀自修复结晶沉淀自修复：为水化的粒子进一步水化，形成CaCO3。混凝土中的Ca2+和水中的HCO3-或CO32-。依赖于：1）水泥浆体的水化；2）CaCO3晶体的形成；3）渗

7、透水中的沉积物；形成CaCO3很大程度上取决于：温度、pH值、CO2气压、裂缝宽度、溶液中离子集中程度等。4.渗透结晶自修复渗透结晶技术是利用在混凝土中掺入活性外加剂或在外部涂敷一层含有活性外加剂涂层，在一定的养护条件下，以水为载体，通过渗透作用，使其特殊的活性化学物质在混凝土微孔及毛细孔中传输，填充并催化混凝土中未完全水化的水泥颗粒继续水化作用，形成不溶性的晶体。水泥基渗透结晶型防水材料的独特性是其渗透功能，即高盐分的溶液，通过混凝土的毛细管，向低盐分的溶液渗流。4.渗透结晶自修复4.渗透结晶

8、自修复1942年德国化学家劳伦兹·杰逊(LauritzJensen)发明了水泥基渗透结晶型防水涂层材料。60年代欧洲、北美、日本得到了进一步发展。由于其抗渗性能与自愈性能好、粘结力强、防止钢筋锈蚀，以及对人体无害、易于施工等特点，被广泛应用于地下工程、水利工程、蓄水池、污水处理等结构防水中，获得了良好的防水效果。我国于上世纪80年代起引进水泥基渗透结晶型防水材料，开始应用于上海地铁工程。4.渗透结晶自修复渗透结晶自修复必须有：水、足够湿度、裂缝的大小、涂层中活性成分、混凝土的孔隙率及孔结构。5.