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1、毕 业 论 文毕业生姓名:专 业:学 号:指 导 教 师:所属系（部）:二一一年五月II 毕业论文评阅书题目：浅谈混凝土裂缝智能修复综合系统的初步研究 系 专业 姓名 设计时间：20 年0 月 日20 年 月 日 评阅意见：成绩： 指导教师：（签字） 职务：2011年月日 毕业论文答辩记录卡 系 专业 姓名 答 辩 内 容问 题 摘 要评 议 情 况 记录员： （签名）成 绩 评 定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为100分制，指导教师为30%，答辩组为70%。 专业答辩组组长：（签名）2011年月日毕业论文目录前 言2摘 要3第一章 绪论41.1 研究的背景和意义41.2.
2、1 国内混凝土裂缝自修复研究的发展状况51.2.2 国外混凝土裂缝自修复研究的发展状况71.3课题的提出91.4 研究存在的问题91.5本课题的研究内容与难点101.5.1 主要研究内容101.5.2 课题研究的难点11第二章 混凝土裂缝的类型及产生原因122.1 按裂缝产生的外因分类122.1.1 荷载裂缝122.1.2 温度裂缝132.1.3 收缩裂缝14第三章 混凝土裂缝的类型及产生原因163.1 按裂缝产生的外因分类163.1.1 荷载裂缝163.1.2 基础变形裂缝173.1.3 冻胀裂缝183.2 按裂缝的力学特性分类183.2.1 基本分类内容183.2.2 剪切破坏193.2.
3、3 影响剪切破坏的主要因素203.3 本章小结20第四章 空间管状纤维骨架系统214.1 空间管状纤维骨架系统自修复机理的提出214.2 空间管状纤维骨架系统的构造与作用224.3 空间管状纤维骨架系统管材的选用234.3.1 储存胶液压力管的选用244.3.2 胶液运输管的选用244.4混凝土裂缝修补254.4.1 混凝土裂缝修补材料的选用原则254.4.2 混凝土裂缝修补材料的选定254.5 本章小结27第五章 混凝土老化的控制285.1 混凝土老化的原因285.2 混凝土老化的处理方式295.3 SH 加固剂混凝土老化修复方法的提出29第六章 结论与展望316.1 结论316.2 展望3
4、2致 谢33参考文献34前 言根据本文的研究特点，参考现有的混凝土裂缝的修复方法，提出了空间管状纤维骨架系统的修复机理，并通过试验，分析了空间管状纤维骨架系统对混凝土试件自身强度的影响，对比了几种不同的空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的修复效果。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，提出了空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的自修复机理，以此为理论依据，提出了空间管状纤维骨架系统的模型并确定了其内含胶黏剂的材料和配方；2）通过对普通混凝土试件与内置空间管状纤维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空间管状纤维骨架系统对混凝土试件自身强度影响的定性分析和定量
5、估计，从而验证了该系统修复混凝土裂缝的可行性。3）对内置空间管状纤维骨架系统的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胶黏剂、不同体系的空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的修复及反复修复效果，得出了影响该系统对混凝土裂缝修复的影响因素，得出了一种比较适合此类构件的空间管状纤维骨架系统。4）针对空间管状纤维骨架系统存在的问题，提出了相应的改进方法。5）从预防混凝土构件表层老化、防止裂缝产生的角度，提出了一种新的混凝土裂缝的自修复方法：即在混凝土构件表面涂一层加固剂，该加固剂能有效防止混凝土的碳化，即在裂缝未开裂之前就进行加固，进而降低混凝土裂缝产生的几率，减少裂缝的产生，提高混
6、凝土结构的耐久性。 摘 要根据本文的研究特点，参考现有的混凝土裂缝的修复方法，提出了空间管状纤维骨架系统的修复机理，并通过试验，分析了空间管状纤维骨架系统对混凝土试件自身强度的影响，对比了几种不同的空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的修复效果。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，提出了空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的自修复机理，以此为理论依据，提出了空间管状纤维骨架系统的模型并确定了其内含胶黏剂的材料和配方；2）通过对普通混凝土试件与内置空间管状纤维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空间管状纤维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
7、，从而验证了该系统修复混凝土裂缝的可行性。3）对内置空间管状纤维骨架系统的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胶黏剂、不同体系的空间管状纤维骨架系统对混凝土裂缝的修复及反复修复效果，得出了影响该系统对混凝土裂缝修复的影响因素，得出了一种比较适合此类构件的空间管状纤维骨架系统。4）针对空间管状纤维骨架系统存在的问题，提出了相应的改进方法。5）从预防混凝土构件表层老化、防止裂缝产生的角度，提出了一种新的混凝土裂缝的自修复方法：即在混凝土构件表面涂一层 SH 加固剂，该加固剂能有效防止混凝土的碳化，即在裂缝未开裂之前就进行加固，进而降低混凝土裂缝产生的几率，减少裂缝的产生，提
8、高混凝土结构的耐久性。关键词：混凝土裂缝 自修复 修复材料 储存胶液压力管 胶液运输管 裂缝修复管第一章 绪论1.1 研究的背景和意义在 19 世纪后期至今，随着设计理论、建筑材料和施工方法等多方面的不断突破，桥梁的建设发展迅速，已成为世界各国公路交通的咽喉，桥梁在我们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。因此这些桥梁一旦损坏会造成巨大的经济损失和对社会的冲击，所以如何提高其耐久性的问题研究、试验与推广，已经引起了世界性的关注。混凝土是当今使用最广泛的建筑材料，也是目前最大宗的人造材料。混凝土具有抗压强度高、耐久性好、成本低等优点，广泛应用于工业与民用建筑物。随着混凝土向高强度、高性能、多功能和
9、智能化方向发展，可以预见，在未来相当长一段时间内，混凝土依然是土木工程不可缺少的工程材料。由于混凝土的物理、结构特性，使混凝土存在其自身难以弥补的缺陷，在混凝土内部会形成一定的孔隙和微裂缝。水分及其它有害物质通过孔隙和微裂缝侵入混凝土内部，会造成混凝土结构强度降低、渗漏、碳化、钢筋锈蚀等一系列问题。从而造成混凝土材料劣化，严重影响了混凝土结构物的正常使用和耐久性，使结构的可靠度降低。人们对混凝土裂缝危害性的认识往往停留在承载力、外观和使用功能上,这是不够的。由于环境污染的加重,大气、水质日益恶化,裂缝对建筑结构安全的影响也越来越大,细小的裂缝也会严重影响结构的耐久性,缩短工程的正常使用寿命。我
10、国近年来发生了多起裂缝导致耐久性降低而引发的工程毁坏重大事故,教训是深刻的。我们一定要充分认识到裂缝的危害性,采取适当的预防措施防止或减少裂缝的发生。现已发现国内外大量混凝土构筑物在达到设计年限之前就过早地出现了剥蚀、钢筋锈蚀等破坏现象，尤其是海港、桥梁、水工建筑、道路和机场及某些化工、冶金工业建筑等混凝土构筑物，不得不花费大量的人力、财力进行修复甚至拆除重建。在美国有 577000 座公路桥，其中 69%以上都有混凝土的桥面板，超过25 年的桥面板大都己经翻新或需要修复。美国大坝委员会统计，1972 年以前发生大坝病害事故 349 起，其中严重破坏甚至废弃的重大事故有 74 起，威胁公众安全
11、的大坝有 160 座。国内的建设规模虽不如发达国家，工程历史也不长，但也存在较严重的混凝土工程损害情况。据对我国 70 座大坝调查结果，有裂缝者占 100%，渗漏溶蚀占 87.5%，冲刷磨损及空蚀占 68.8%，碳化和钢筋锈蚀局部破损占 43.8%，水质侵蚀占 28%，冻融局部破坏占 15.6%。据综合估计，我国的某些混凝土结构，如混凝土坝的平均寿命仅约为 3050 年。另外，一些机场跑道、高速公路、铁路和不能解决的技术关键，对存在潜在损坏危险的混凝土表面进行有效保护、对造成裂纹和损伤的混凝土结构进行自修复，使混凝土结构具备自防护功能。自愈合混凝土作为一种智能混凝土材料，其未来发展应既是高性能
12、的建筑结构材料，同时又具有优异的智能性能。真正达到混凝土材料结构一智能一体化的境界。这就需要在自愈合混凝土的基础上，进一步融入信息科学的内容。如感知、识别、和控制驱动等，从而达到适应环境、调节环境、材料和结构健康状况的自诊断和自修复等目的。使其具有多种完善的仿生功能包括骨骼系统(基材)提供的承载能力、神经系统(传感网络)提供的监测和感知能力、肌肉系统(驱动元件)提供的调整响应能力和免疫系统(修复元件)提供的康复能力发展智能混凝土是智能化时代的产物。智能混凝土材料作建筑材料领域的高新技术为传统建材的未来发展注入了新的内容和活力也提供了全新的机遇。通过对其基础理论及其应用技术深入研究将使传统的混凝
13、土材料发展步入科技创新轨道，使传统混凝土工业获得新的、突破性的飞跃。现已经有好几种裂缝仿生自修复技术，混凝土自修复技术解决两个主要问题：其一为封闭裂缝自修复，其二为填充裂缝自修复。1.2.1 国内混凝土裂缝自修复研究的发展状况1）安徽大学化学化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室的鲍俊杰等人通过合成聚氨酯预聚体，再与环氧树脂、丙烯酸酯反应，制备系列混凝土裂缝修补胶。研究表明，聚氨酯预聚体控制在 10%左右，环氧树脂质量分数在 20%左右，丙烯酸酯质量分数在 70%左右，增塑剂含量在 5%左右所得的胶液各方面性能最佳。制备的裂缝修补材料均具有低黏度，固化速度快，固化后材料强度高，硬度大，且具有很好的韧性，材料成本较低，制备工艺易掌握，产品使用操作方便，是一种很好的裂缝修补材料。2）李世秋、汪厚植等人结合湖南某工程地下车道混凝土裂缝处理工程，针对该工程的实际情况，经分析后决定对干缝隙以环氧树脂灌浆，对正在漏水的裂缝采取水溶性聚胺脂灌浆材料为最佳方案，其特点为两者均可以封闭裂缝，还能保护钢筋免遭水气的锈蚀，又可以达到混凝土补强的作用11。3）李旨强、白建军对裂缝性状调查和原因分析后，采用化学灌浆进行了处
