监理工程师:裂缝自愈合混凝土研究
来源:发布时间:2008-10-06 09:54:33
摘 要:混凝土在受力或其它因素的作用下,会出现裂缝,影响了混凝土的使用寿命,仿生自愈合混凝土可以在不影响结构尺寸和美观的情况下,在混凝土出现裂缝后,自动分泌出的粘结液流出深入裂缝,粘结液可使混凝土裂缝重新愈合,恢复并提高混凝土的性能。
关键词:裂缝;自愈合;混凝土
1 前 言
水泥混凝土结构在受力或其它因素作用下,会出现损伤,造成微裂纹,虽然这些损伤是隐形的,但是如果不能及时修复,这些微裂纹会进一步发展,出现大的裂纹,由于水的渗入会出现钢筋锈蚀,降低混凝土结构的抗震能力和使用寿命。目前在结构抗震设计方面的方法是加大结构尺寸,增加钢筋用量,既增加了结构的造价,又不美观。因此,研究和开发新型自愈合仿生混凝土,使其能够主动、自动地对损伤部位进行修复,恢复并提高混凝土材料的性能已成为结构功能(智能)一体化混凝土的发展趋势。例如桥梁或一些关键结构的灾难性故障,都要求找到出事之前能警示或能预知失事而自动加固、自动修补裂纹的材料。智能材料的发展就是应人类这方面的需要而产生的。在人类的现实生活中可以见到,人的皮肤划破后,经一段时间皮肤会自然长好,而且修补得天衣无缝;骨头折断后,只要对接好骨缝,断骨就会自动愈合。自然界的生物体经过了亿万年自然选择和进化形成了天然合理的结构和功能,具有高度的结构功能一体化,敏感的自反馈、自适应机制,对自然界生物的仿生研究可以为设计和发展智能材料提供一些有益的借鉴,这些事实都启迪了科学家们对智能材料的构思。自愈合仿生混凝土是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土传统组分中复合特殊组分(如含粘结剂的液芯纤维或胶囊)在混疑土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土材料出现裂纹时,部分液芯纤维或胶囊破裂,粘结液流出深入裂缝,粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。自愈合仿生混凝土属于智能型仿生材料范畴。如何适时快速地愈合混疑土材料内部的损伤,以及对自愈合混凝土的机理研究,目前只有美国、日本等少数国家处于实验室探索阶段,尚未取得实质性的进展。




