混凝土是世界上被使用最廣泛的建筑材料。雖然它的抗壓性能十分優(yōu)秀,但抗拉性能卻相對較低。其服役期間內(nèi),混凝土通常容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的產(chǎn)生會為外部的有害離子提供進(jìn)入混凝土的通道,從而影響混凝土的力學(xué)性能以及耐久性能。為了使混凝土具備裂縫自修復(fù)能力,混凝土自修復(fù)課題在近幾十年受到廣泛關(guān)注和研究。微膠囊自修復(fù)技術(shù)是一種新興的混凝土修復(fù)手段之一。當(dāng)混凝土中有裂縫產(chǎn)生時,裂縫處的微膠囊因受到微膠囊與混凝土的界面應(yīng)力而破裂,進(jìn)而流出修復(fù)劑修補(bǔ)裂縫。然而,此種修復(fù)手段受到裂縫寬度的限制,當(dāng)裂縫寬度過寬時,修復(fù)效果會受到極大的影響;Engineering cementitious composite（ECC）,由V.C.Li提出,具備裂縫寬度控制能力以及應(yīng)變硬化能力。此外,它還具備良好的自修復(fù)能力。然而,ECC的自修復(fù)能力需要在有水源的情況下達(dá)到最佳。因此,為了加強(qiáng)自修復(fù)體系的修復(fù)性能,本研究將兩種自修復(fù)體系進(jìn)行了結(jié)合。本研究在前期預(yù)實驗的基礎(chǔ)上,利用原位聚合法,根據(jù)特定轉(zhuǎn)速制備脲醛樹脂微膠囊。為了得到最佳的修復(fù)效果,將微膠囊摻量、纖維類型、礦物摻合料種類以及摻量作為變量,設(shè)計了一系列的正交實驗。首先,... 

【文章來源】：深圳大學(xué)廣東省

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

根據(jù)JCITC-075B的與自我修復(fù)有關(guān)的維恩圖[3]

微膠囊-纖維水泥基復(fù)合材料自修復(fù)性能的實驗研究4Fig.1-2TheVenndiagramrelatedtoself-healingaccordingtoJCITC-075B[3].圖1-2根據(jù)JCITC-075B的與自我修復(fù)有關(guān)的維恩圖[3]隨后，國際材料與結(jié)構(gòu)研究實驗聯(lián)合會[1]于2013年對水泥基復(fù)合材料自修復(fù)類型進(jìn)行了再次分類，將自修復(fù)類型分為兩大類，即自生修復(fù)（Autogenicself-healing）與自動修復(fù)（Autonomicself-healing）。自生修復(fù)與上述JCI定義的自然修復(fù)相似，但又十分不同。它指的是自生的修復(fù)過程，即在沒有特定設(shè)計水泥基體自修復(fù)性能前提下，促進(jìn)水泥基裂縫愈合的材料也是原本就存在的（如水泥）。然而JCI中的自然修復(fù)定義中，如果為了增加水泥基體中的未水化顆粒的數(shù)量而加大水泥的使用，該自修復(fù)過程便從自然修復(fù)變?yōu)樽詣有迯?fù)。文獻(xiàn)[1]囊括了幾種屬于自生修復(fù)的機(jī)理，如圖1-3所示；自動修復(fù)與JCI定義的自動修復(fù)則完全不同，與設(shè)計修復(fù)相似，它指的是自動的修復(fù)過程，即水泥基體中添加了一些材料，此類材料只是為了增加水泥基體裂縫修復(fù)能力而存在，否則不會出現(xiàn)在水泥基體中（即設(shè)計添加的），例如微膠囊，礦物外加劑以及形狀記憶合金等等。Fig.1-3Severalmechanismsbelongingtoautogenicself-healing[2].圖1-3幾種屬于自生修復(fù)的機(jī)理[2]

饕?檣芰街鐘氡疚難芯磕諶菹喙氐奈⒔耗易孕薷詞侄我約癊CC自修復(fù)手段，并且簡要介紹當(dāng)前國內(nèi)外研究的較為熱門的其他自修復(fù)手段。（1）微膠囊自修復(fù)技術(shù)微膠囊自修復(fù)技術(shù)是利用微膠囊作為載體，將修復(fù)劑作為囊芯，預(yù)先儲存于其中。在混凝土攪拌制備的過程里，將微膠囊與固化劑均勻埋于混凝土中。一旦混凝土中出現(xiàn)裂縫，裂縫尖端處的集中應(yīng)力將會破壞該區(qū)域的微膠囊囊壁。通過毛細(xì)吸力作用，破損的微膠囊中的囊芯材料被吸入裂縫中，對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，進(jìn)而恢復(fù)混凝土的力學(xué)性能與耐久性能。文獻(xiàn)[4]中描述了微膠囊的修復(fù)機(jī)理，如圖1-4所示。Fig.1-4Self-healingbasedonmicrocapsule[4].圖1-4微膠囊自修復(fù)[4]微膠囊自修復(fù)技術(shù)最早由S.R.White[2]等人提出，他成功地將環(huán)戊二烯二聚體包裹在脲醛樹脂中，并將微膠囊與固化劑預(yù)埋在脲醛樹脂中。在裂縫產(chǎn)生后，微膠囊囊壁破裂，微膠囊中的環(huán)戊二烯二聚體通過毛細(xì)吸力作用流入裂縫，與裂縫的固化劑發(fā)生固化反應(yīng)，成功的修補(bǔ)了裂縫。此后，隨著微膠囊自修復(fù)課題研究的不斷深入，微膠囊的制備技術(shù)日漸成熟，出現(xiàn)了許多新型微膠囊。韓等人[5]根據(jù)混凝土中微膠囊囊壁的破裂觸發(fā)特性，將微膠囊混凝土自修復(fù)系統(tǒng)分為了化學(xué)觸發(fā)型自修復(fù)與物理觸發(fā)型自修復(fù)。物理觸發(fā)型微膠囊自修復(fù)主要包括四種機(jī)制[6]：囊芯修復(fù)劑與外界環(huán)境作用、囊芯修復(fù)劑與水泥基內(nèi)部成分作用、囊芯修復(fù)劑與水泥基中預(yù)埋物質(zhì)作用、預(yù)埋于水泥基中的不同囊芯修復(fù)劑之間的反應(yīng)，如圖1-5所示。B.J.Blaiszik[7]等人于2009年在Plymer期刊中提出了制備以脲醛樹脂為囊壁的微膠囊制備手段。董等人在2013年也提出了一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]裂縫尺寸對混凝土自修復(fù)效果影響的試驗研究[J]. 梁志權(quán),王曉磊,孫豐光,馬立星,徐孟達(dá).  廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[2]溶劑蒸發(fā)法制備氯離子觸發(fā)型微膠囊[J]. 何永興,朱光明,鄔治平,周玉明.  功能材料. 2015(02)
[3]PVA纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的耐久性能[J]. 王曉偉,劉品旭,田穩(wěn)苓,慕儒,李帆,陳培.  中國港灣建設(shè). 2013(05)
[4]自修復(fù)混凝土系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J]. 邢鋒,倪卓,湯皎寧,鄧旭,朱光明,韓寧旭,張鳴.  深圳大學(xué)學(xué)報(理工版). 2013(05)
[5]聚乙烯醇纖維水泥基復(fù)合材料水壓滲透模型與分析[J]. 劉曙光,趙曉明,閆長旺,張菊.  內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)
[6]纖維和引氣劑對現(xiàn)代水泥基材料抗?jié)B性的影響[J]. 杜志芹,孫偉.  東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(03)

博士論文
[1]生態(tài)納米超高強(qiáng)超高延性水泥基復(fù)合材料設(shè)計與關(guān)鍵性能[D]. 雷東移.東南大學(xué) 2019
[2]水泥基材料用微膠囊自修復(fù)技術(shù)與原理的研究[D]. 張鳴.中南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]PVA纖維混凝土力學(xué)性能及抗氯離子滲透性能試驗研究[D]. 陳偉.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2019
[2]基于陶粒內(nèi)置碳源自愈合水泥基材料的實驗研究[D]. 方成.深圳大學(xué) 2018
[3]摻有硅酸鈉修復(fù)劑的混凝土自修復(fù)試驗研究與壽命預(yù)測[D]. 江沈陽.華南理工大學(xué) 2018



本文編號：3600584