梁桥混凝土裂缝智能修复骨架系统研究

论文摘要

混凝土的裂缝修复问题,长期以来一直是学术界和工程界所研究的一个重要课题。传统的裂缝修复方式已无法满足现代多功能和智能建筑对材料提出的要求。自20世纪晚期,国内外先后开展了功能型和智能型水泥材料的研究,并取得了一些有价值的研究成果。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分,使混凝土成为具有自感知和记忆,自适应,自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤,满足结构自我安全检测需要,防止混凝土结构潜在脆性破坏,并能根据检测结果自动进行修复,显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。混凝土裂缝自修复技术的研究还处于起步阶段,所以作者认为此领域还有大量研究工作要做。综合仿生自修复混凝土材料在理论研究上和反复修复在工程实践中存在的不足,结合当前混凝土多功能和智能化的发展趋势,提出裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的自修复这一新的研究课题,运用混凝土力学实验分析评价一定条件下混凝土裂缝自修复的能力,分析了裂缝智能修复骨架系统对混凝土试件自身强度的影响,对比了不同成分的裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的修复效果和对承载力的影响。研究的主要内容有:①在查阅与分析了大量国内外文献资料的基础上,提出了裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的自修复机理,以此为理论依据,初步研究了组成裂缝智能修复骨架系统的成分、材料以及在自密实混凝土试件中的组成方式;②通过对自密实混凝土试件与内置裂缝智能修复骨架系统混凝土试件的对比试验分析,得出了内置不同体系的裂缝智能修复骨架系统对混凝土试件自身强度影响的定性分析和定量估计,从而验证了该系统修复混凝土裂缝的可行性;③对内置不同的裂缝智能修复骨架系统的自密实混凝土试件进行了三次抗折试验,通过试验结果对比分析了内含不同的胶粘剂、不同的排列方式和是否掺入形状记忆材料的裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的修复效果和对承载力的影响,从客观数据上分析的得出修复效果较好的一种裂缝智能修复骨架系统。裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的自修复机理是一种新的裂缝修补方式,可作为混凝土裂缝自修复技术的一种新的尝试,同时也为新型仿生自修复混凝土材料的深入研究寻求思维突破,具有重要的理论研究意义和经济价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究发展状况
• 1.2.1 国外混凝土裂缝自修复的研究发展状况
• 1.2.2 国内混凝土裂缝自修复的研究发展状况
• 1.3 研究存在的问题
• 1.4 课题的提出
• 1.5 本课题的研究内容与难点
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 课题研究的难点
• 第二章 裂缝智能修复骨架系统
• 2.1 智能修复骨架系统自修复机理的提出
• 2.2 裂缝智能修复骨架系统的构造特点
• 2.3 修复胶粘剂存储容器的选用
• 2.3.1 胶粘剂存储容器的选用原则
• 2.3.2 胶粘剂存储容器的选定
• 2.4 修复胶粘剂的选用
• 2.4.1 混凝土裂缝修补材料的选用原则
• 2.4.2 混凝土裂缝修补材料的选定
• 2.5 形状记忆材料的选用
• 2.5.1 形状记忆材料的选用原则
• 2.5.2 形状记忆材料的工程应用
• 2.5.3 形状记忆材料的选定
• 2.6 本章小结
• 第三章 试验原料和试验方法
• 3.1 混凝土原材料的选择
• 3.1.1 自密实混凝土配合比的计算方法
• 3.1.2 自密实混凝土试件的用料
• 3.1.3 自密实混凝土配合比设计
• 3.2 智能修复骨架系统原材料的工作性能
• 3.2.1 空心玻璃管的工作性能
• 3.2.2 修复胶粘剂的性质
• 3.2.3 形状记忆弹性体的性能
• 3.3 试验方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 内置裂缝智能修复骨架系统的混凝土试件实验
• 4.1 实验目的和内容
• 4.1.1 试验目的
• 4.1.2 试验内容
• 4.2 试件的制作和养护
• 4.2.1 智能修复骨架系统的制作
• 4.2.2 混凝土试件的制作
• 4.2.3 混凝土试件的养护
• 4.3 裂缝智能修复骨架系统对混凝土试件自身强度的影响
• 4.3.1 混凝土试件强度的影响因素
• 4.3.2 智能修复骨架系统与混凝土试件的共同作用
• 4.3.3 试验对比分析
• 4.4 裂缝智能修复骨架系统对混凝土裂缝的修复效果
• 4.4.1 混凝土试件的抗折试验
• 4.4.2 裂缝智能修复骨架系统的不足
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果