新型混凝土课件.ppt

混凝土是现代建筑中运用最广泛的材料之一，它具有结构性能好，可塑性好，防水性能好和适合工业化生产等优点。混凝土今后发展的基本趋势是：混凝土技术已进入高科学技术时代，正向着高强度、高工作性和高耐久性的高性能方向发展；混凝土科学技术的任务已从过去的“最大限度向自然索取财富”，变为合理应用、节省能源、保护生态平衡，使其成为科学、节能和绿色建筑材料；混凝土能否长期维持在特殊环境中正常使用，以适应特殊性能的要求也成为今后混凝土的努力方向，也是混凝土的未来和希望。新型混凝土的研究正是向着这些方向发展的，我们将从以下四个方面对新型混凝土进行简要介绍：新型混凝土智能化新型混凝土低能耗化新型混凝土生态化新型混凝土长寿命化智能化混凝土定义：智能混凝土指的是能感知环境条件变化，并做出相应反应的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时、灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆、自适应、自修复特性的多功能材料。智能化混凝土损伤自诊断 普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。根据纤维混凝土的这一特性，通过测试碳纤维混凝土所处的工作状态，可以实现对结构工作状态的在线监测。在碳纤维的损伤自诊断混凝土中，碳纤维混凝土本身就是传感器，可对混凝土内部在拉、压、弯静荷载和动荷载等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监测。碳纤维作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。碳纤维混凝土除具有压敏性外，还具有温敏性，即温度变化引起电阻变化（温阻性）及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性。智能混凝土自调节性 自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。智能化混凝土自修复性 自修复混凝土就是模仿生物组织，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性组分（如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊）在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的方法，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。常用修复剂 常用修复剂主要有两种。一种修复剂是本身就具有粘结基体材料的功能。比如将装入化学药品的多孔玻璃纤维放置在混凝土中，如果混凝土因地震或其它应力而发生破裂，空心玻璃纤维就会破裂，释放出一种粘结剂阻止进一步的破裂。日本学者将内含粘结剂的空心胶囊掺入混凝土材料中，一旦混凝土材料在外力作用下发生开裂，部分空心胶囊就会破裂，粘结剂流向开裂处，可使混凝土裂缝重新愈合。一种是修复剂本身不具备粘结基材的功能，但是当其与另外的物质相遇时，能够发生化学反应，生成就有粘结功能的物质，从而具有粘结基材的功能，实现混凝土裂缝的修复。比如美国学者采用采用磷酸钙水泥为基体材料，在其中加人多孔编织纤维网，在水泥水化和硬化过程中，多孔纤维释放出引发剂，引发剂与单聚物发生聚合反应生成高聚物。这样，在多孔纤维网的表面形成了大量有机及无机物质，它们互相穿插粘结，最终形成了与动物骨骼结构相类似的复合材料，具有优异的强度和延展性、柔韧性等性能。在混凝土材料使用过程中，如果发生损伤，多孔纤维就会释放高聚物，自动愈合损伤。智能化混凝土智能化混凝土的发展趋势1、混凝土智能组件的集成化和小型化。2、智能控制材料的开发。3、混凝土的结构智能一体化