自愈合混凝土PPT.pptVIP

自愈合混凝土 专业：材料学 姓名：孙志慧 学号：120153104 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; 自愈合混凝土概述 3) 影响结构的耐久性: 裂缝会使各种有害杂质进入混凝土中，加速了钢筋的锈蚀和混凝土的碳化，使得混凝土结构的耐久性大大降低; 4) 影响结构的封闭性: 核电站、疫苗培养空间等场所要求结构具有良好的封闭性，一旦有裂缝出现将会带来严重的后果; 5) 影响结构的舒适度: 严重时会导致构件，甚至工程全部报废，造成较大的经济损失。 混凝土裂缝自修复：模仿生物组织损伤愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特殊组分，在其内部形成智能型自修复系统，当混凝土材料出现裂纹或损伤时，自动触发修复反应，使其愈合。 Part 1 Part 2 结晶沉淀自修复 形状记忆合金自修复 聚合物固化仿生自修复 渗透结晶自修复 电化学沉淀自修复 自修复方法分类 微生物自修复 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。 Part 1 2 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Carolyn Dry 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.渗透结晶自修复 1942 年德国化学家劳伦兹·杰逊(Lau