混凝土裂缝自修复技术的现状分析.docx

混凝土裂缝自修复技术的现状分析混凝土裂缝自修复技术的现状分析本文关键词：裂缝，混凝土，修复，现状，分析混凝土裂缝自修复技术的现状分析本文简介：摘要：阐述了现有的混凝土自修复技术的分析现状,包括自修复技术的发展历程、自修复技术特征、自修复效果评价方法以及当前存在的问题,指出了自修复技术在混凝土结构领域的分析意义和必要性。关键词：裂缝;自修复技术;评价方法;0引言混凝土结构受温、湿度的变化、外部荷载等各种环境因素影响,导致不同形貌混凝土裂缝自修复技术的现状分析本文内容：摘要：阐述了现有的混凝土自修复技术的分析现状,包括自修复技术的发展历程、自修复技术特征、自修复效果评价方法以及当前存在的问题,指出了自修复技术在混凝土结构领域的分析意义和必要性。关键词：裂缝;自修复技术;评价方法;0引言混凝土结构受温、湿度的变化、外部荷载等各种环境因素影响,导致不同形貌、不同尺寸的微裂纹或损伤产生。这极大地降低混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力。若得不到及时有效的修复,势必直接影响结构的正常使用性能,并缩短使用寿命,甚至引起灾难性事故,威胁到人们的生命和财产安全。由于探测技术的局限性,实际工程中细微观尺度的损伤难以快速、准确探测,同时,一般常规修复方法也难对于内部微裂纹进行有效的修复。为了解决混凝土服役过程中微裂纹修复问题,提高混凝土性能稳定性、延长混凝土使用寿命,混凝土自修复材料与技术的开发已成为混凝土开发中的一个重要分析领域。针对传统方法难以实现对于混凝土微裂纹修复的问题,自修复混凝土可基于材料内部损伤及所处位置进行即时感知,实现对裂纹和损伤部位主动修复,从而恢复甚至提高混凝土材料的力学性能,延长结构使用寿命。目前国内外分析人员在自修复混凝土开发上的工作主要集中在容器、胶黏剂的选择与优化,自修复混凝土制备工艺开发以及自修复性能指标评价等方面。开发新型可靠的混凝土自修复技术,并对其修复机制进行深入分析,对于改善混凝土材料耐久性,提高混凝土构筑物服役寿命具有重要意义。1国内外分析现状及发展动态分析1.1混凝土自修复发展历程1925年Abram发现测完28d抗压强度的损伤混凝土试件置于户外环境8年后,抗压强度提高至28d的两倍多,至此首次发现混凝土的自修复现象[1]。之后挪威的Stefan将遭受冻融损伤的混凝土放在水中2~3个月,发现混凝土抗压强度出现4%~5%的恢复[2]。日本Nobuaki和美国Ryu采用电化学技术分析了钢筋混凝土裂缝的愈合,发现裂缝愈合并且渗透性降低[3]。90年代初期,日本学者分别用环氧树脂、水玻璃作为修复剂注入空心玻璃纤维或胶囊中掺入混凝土,发现当混凝土开裂的时候,纤维或胶囊发生破裂,修复剂流出覆盖裂缝,使得裂缝愈合[4]。1994年,美国Carolyn教授将装有胶黏剂的载体掺到混凝土中,配制成自修复混凝土[5]。1995年,美国Illinois大学采用传感装置来感知混凝土开裂,并释放修复剂实现裂缝自愈合,使混凝土具备了自诊断、自修复功能[6]。1998年,美国密歇根大学Victor等人将含有超强力胶水的纤维管预埋在混凝土中,发现预埋了修复纤维的混凝土刚度得到明显恢复[7]。Motuku[8]等人重点分析了在空心纤维在基体中分布以及修复剂的释放。Tsuji等人1998年提出将高吸水树脂做为混凝土自修复材料来使用,之后Lee等人深入分析了高吸水树脂的自修复性能[9]。2001年White[10]把微胶囊自修复基体应用到环氧树脂材料中,制备出自修复环氧树脂材料的自修复效率可达75%。国内对自修复混凝土的分析做了大量的工作:南京航空航天大学于1997年分析了利用液芯光纤和形状记忆合金对复合材料结构中的损伤进行自诊断、自修复的方法[11]。同济大学习志臻和姚武等人分析了仿生自诊断和自修复智能混凝土,在混凝土传统组分中复合特殊组分如仿生传感器、含胶黏剂的液芯纤维等,形成智能型仿生自诊断、自愈合网络系统[12-13]。欧进萍、匡亚川等人重点分析了将装有修复剂的玻璃纤维管埋入水泥基材料中的修复效果[14-15]。2011年,华南理工大学的学者采用原位聚合法,将双环戊二烯胶黏剂加入到了脲醛树脂里,成功合成了以脲醛树脂为壁材,双环戊二烯胶黏剂为芯材的自修复微胶囊[2]。1.2自修复最新技术及其特征混凝土自修复技术大体可分为主动式和被动式修复[16]。主动式修复为水泥基体中预埋有裂纹感知系统和修复体,当混凝土产生损伤时,传感器可及时感知确定损伤位置,并将信号传送给外部控制系统,外部控制系统激发修复体系释放修复剂对损伤部位进行修复。目前主要包括形状记忆合金和空芯光纤修复技术。形状记忆合金通过通电激励形状记忆合金使之产生形状恢复效应,对裂缝面施加压应力,迫使裂缝合拢、减少裂缝末端应力集中,抑制裂缝发展,达到裂缝自修复。形状记忆合金可实现长期在线