監(jiān)理工程師：裂縫自愈合混凝土研究
來源：發(fā)布時間：2008-10-06 09:54:33
摘 要：混凝土在受力或其它因素的作用下，會出現(xiàn)裂縫，影響了混凝土的使用壽命，仿生自愈合混凝土可以在不影響結(jié)構(gòu)尺寸和美觀的情況下，在混凝土出現(xiàn)裂縫后，自動分泌出的粘結(jié)液流出深入裂縫，粘結(jié)液可使混凝土裂縫重新愈合，恢復(fù)并提高混凝土的性能。
關(guān)鍵詞：裂縫；自愈合；混凝土
1 前 言
水泥混凝土結(jié)構(gòu)在受力或其它因素作用下，會出現(xiàn)損傷，造成微裂紋，雖然這些損傷是隱形的，但是如果不能及時修復(fù)，這些微裂紋會進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)大的裂紋，由于水的滲入會出現(xiàn)鋼筋銹蝕，降低混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力和使用壽命。目前在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方面的方法是加大結(jié)構(gòu)尺寸，增加鋼筋用量，既增加了結(jié)構(gòu)的造價，又不美觀。因此，研究和開發(fā)新型自愈合仿生混凝土，使其能夠主動、自動地對損傷部位進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)并提高混凝土材料的性能已成為結(jié)構(gòu)功能（智能）一體化混凝土的發(fā)展趨勢。例如橋梁或一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的災(zāi)難性故障，都要求找到出事之前能警示或能預(yù)知失事而自動加固、自動修補(bǔ)裂紋的材料。智能材料的發(fā)展就是應(yīng)人類這方面的需要而產(chǎn)生的。在人類的現(xiàn)實(shí)生活中可以見到，人的皮膚劃破后，經(jīng)一段時間皮膚會自然長好，而且修補(bǔ)得天衣無縫；骨頭折斷后，只要對接好骨縫，斷骨就會自動愈合。自然界的生物體經(jīng)過了億萬年自然選擇和進(jìn)化形成了天然合理的結(jié)構(gòu)和功能，具有高度的結(jié)構(gòu)功能一體化，敏感的自反饋、自適應(yīng)機(jī)制，對自然界生物的仿生研究可以為設(shè)計(jì)和發(fā)展智能材料提供一些有益的借鑒，這些事實(shí)都啟迪了科學(xué)家們對智能材料的構(gòu)思。自愈合仿生混凝土是模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復(fù)合特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)在混疑土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土材料出現(xiàn)裂紋時，部分液芯纖維或膠囊破裂，粘結(jié)液流出深入裂縫，粘結(jié)液可使混凝土裂縫重新愈合。自愈合仿生混凝土屬于智能型仿生材料范疇。如何適時快速地愈合混疑土材料內(nèi)部的損傷，以及對自愈合混凝土的機(jī)理研究，目前只有美國、日本等少數(shù)國家處于實(shí)驗(yàn)室探索階段，尚未取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。
