水泥基材料裂缝自主愈合研究进展_吕忠_陈惠苏
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而自生愈合指的是材料的愈合能力源自于材料本身 的性质! 是一个 自然 的 修复 过程& 水泥基 材 料具 有 此种自我修复的自 生 愈 合能力! 因 为 存 在水分的 条 件下! 基体中未水化水泥 颗 粒 能 够 继 续 重 启 水化 过
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随着现代科学技术’ 重大工程项目的高速发展! 对高智能材料的需 求日益 增 加! 具 有 类 生物 特 性的 自愈合技术研究 近 " # 年 来 开 始 逐渐 受 到 关 注& 自 愈合材料发展过程 中的 里 程 碑事 件 是 " # # @年!月 会后出版了关 于荷兰举行第$届 自 愈 合 材 料大 会!
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低混凝土材料的耐久性能&裂纹为有害物质如空气 中的二氧化碳’ 酸雨’ 各种盐溶液和水中的氯离子等 传输提供了通道& 这些物 质 能 够 引起钢 筋 锈蚀’ 材 料性能的劣化’ 加速基体开裂及裂纹生长! 进而降低
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吕!忠等" 水泥基材料裂缝自主愈合研究进展
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结构的服役寿命& 同 时! 这些 劣 化 过程 还 可能 会 耦 合冻融作用’ 碱骨料反应以及钢筋锈蚀等! 进一步加 速混凝土材料的 劣 化 过程& 更 有 甚 者! 如果瞬间受 到外在冲击力! 关键 部 位 的 裂 缝 还 会 诱 发 宏 观 裂 缝 并出现脆性断裂& 裂 纹 增 加了基 材 的 孔 隙! 如果这 些微裂纹形成连续 的 网络! 就 会 大大 增 大混 凝 土 的 渗透性! 降低混凝土 的 防 水性和 抵 抗侵 袭 性 物 质 的 能力&因此! 为了确 保结 构 的 安全 和 延 长 结 构 的 服 役寿命! 必需进行大规模的检修或者有计划的维护& 对于服役过程中混凝土裂缝的修复是一个长期困扰 着建筑技术人员 的 技术 难 题& 当 前! 通常混凝土结 构开裂问题的解决方案是通过定期的监控和维护工 程完成的! 而监测和维护的成本较为昂贵! 需要依赖 于无损检测和人工干 预! 检 测 项目 工 程是一 项 费 时 费力费钱的工程& 例 如! 据 报 道 美 国 每 年 花费 在 大 桥上的平均 维 修 费 用 约 为 A " 亿美元
网络出版时间：2014-01-21 13:32 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2310.TQ.20140121.1332.002.html
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综合评述
水泥基材料裂缝自主愈合研究进展
"! 吕!忠$! 陈惠苏"
摘!要!评述了近年来国内外有关水泥基材料裂缝自主愈合的发展状况! 从载体形貌的角度重点综述了管状载体和 球 形 载 体 修复效果的表征方法! 特别是载体形貌对愈合 行为的影响及 有 关 载 体 掺量模 型 研究 方面所 的破裂方式以及修复剂释放机理’ 取得的成果( 分类阐述了常用修复剂的品种’ 性能和种类 以 及 修复 剂选取 所需 考虑 的环境 因 素! 简 述 了 载 体 封装 材 料 和 载 体 制备方法等发展状况( 分析了水泥基材料裂缝自主愈合研究所存在的问题! 展望了其发展趋势和发展前景& 关键词!水泥基材料(自主愈合(裂缝(载体(修复剂 " # 中图分类号! ’ A " H *!!文章编号! # ! A ! F A G ! H " # $ ! # " F # $ A G F $ W !!文献标志码! 网络出版时间!!!网络出版地址!
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& 很 多 情况
下材料内部的损伤难于检测! 或即使被探测到! 这些 损伤也可能无法及时修复! 进而造成更严重的后果& 随着现代社会向智 能 化 发 展! 这 种 停留 在 被 动 模 式 下的事后维修和定时维修已不能适应现代多功能和 智能建筑对混凝土材料提出的要求& 近年来! 提出了 一 种 关 于结 构材 料 修复 的新 理 ) )自愈合技术理论&基于生物学领域的自愈合 论) 现象! 材料学家尝试 开 发一 种 能 够 自 动 愈 合 损伤 的 人工自愈合材料! 其 中 具 有自 愈 合 功 能 的水泥基 复 合材料也成为材料 领 域 的 一个 研究 热 点! 具有广阔 & 的应用前景 自愈合仿生混凝土是模仿生物组织对 受创伤部位自动分 泌 某 种 物 质! 从 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 殊 组 分 $ ! 如含修复剂的胶 囊 或 者 玻璃 管 % 在混凝土内部形 成智能型仿生自愈合神经网络系统&当混凝土材料 出现裂纹时! 扩展 的 裂 缝 迫 使 载 体 $ 玻璃 管 或 胶 囊 % 破裂! 借助毛细管力 或 者 重 力 作用 使 修复 剂流 出 并 深入裂缝! 接着修复 剂和 激 发 剂 发生 化学 反 应 粘 结 裂缝面! 或者修复 剂 直 接 粘 结 填 充 裂 缝 面& 正 是 基 于此种愈合过程! 裂 缝 的 生 长 被阻止! 材 料 的 刚 度’ 断裂韧度和 强 度 等 性 能 得 到 恢 复! 甚至 有 所 提 高& 自愈合仿生混凝土是一种智能型仿生材料&水泥基 复合材料的自愈合理 论主要 分为 " 个 体系" 即 自主 愈合和自生愈合&自主愈合材料的定义是指对于某 种复合材料! 由于某 种 损伤 作用 引起 基体 开裂 而 使 得其所含有的修复 剂 能 够 释 放 出 来! 从而使此种材 料呈现出自我愈合 的 能力! 因此 称 材 料具 有自主 愈 合的性质
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研究的急速发 展! " # # Y 年 @ 月和 " # $ $ 年 G 月分别 在美国芝加哥和英国巴斯举行了第"次和第W次自 愈合材料研究大会! 大会为自愈合材料的发展指明 了方向&水泥基材料的自愈合研究也受到了广泛的 关注&" # # A年国际材料与结构研究实验联合会 $ 委员会 成立 一个 分 支 委 员会 专 门 研究水 ( 1 + /3% 泥基材料的 自 愈 合现 象& " # # Y 年 G 月 英 国 卡迪夫
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随着现代科学技术’ 重大工程项目的高速发展! 对高智能材料的需 求日益 增 加! 具 有 类 生物 特 性的 自愈合技术研究 近 " # 年 来 开 始 逐渐 受 到 关 注& 自 愈合材料发展过程 中的 里 程 碑事 件 是 " # # @年!月 会后出版了关 于荷兰举行第$届 自 愈 合 材 料大 会!
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