【摘要】：混凝土結構的耐久性是工程建設領域普遍關注的問題。氯離子侵蝕和硫酸根腐蝕是影響混凝土結構耐久性的兩類主要因素。針對混凝土的耐久性問題,近年來發(fā)展了混凝土自修復技術,以其智能感知、實時修復、修復功能可設計的優(yōu)點逐漸成為土木工程領域的研究熱點。物理觸發(fā)的混凝土自修復材料主要是通過感知混凝土內部應力應變以及由此產生的微裂紋觸發(fā)修復機制,通過粘接方式對裂紋進行修補,從而使混凝土材料的力學性能和抗?jié)B性能得到恢復。混凝土結構在其服役壽命內不僅受到外界物理環(huán)境因素的作用,往往還受到化學環(huán)境因素作用,這將同時引發(fā)混凝土結構的耐久性問題。為了提高混凝土結構的耐久性,有學者設計了氯離子作為觸發(fā)因子的微膠囊自修復系統(tǒng),該系統(tǒng)中氯離子作為觸發(fā)劑與微膠囊囊壁中的某種成分發(fā)生化學反應,使囊壁被觸發(fā)破壞,修復劑流出對結構進行耐久性修復。在本研究中針對氯離子觸發(fā)型微膠囊自修復系統(tǒng),分別以微膠囊囊壁組分硫酸鉛,微膠囊囊芯組分亞硝酸鈣為例,研究了微膠囊組分對水泥基材料滲透性能和力學性能的影響,并從微觀角度對其宏觀力學性能和滲透性能進行了分析,建立了內摻硫酸鉛的水泥基材料的滲透系數與毛細孔隙率之間的關系模型,以及內摻亞硝酸鈣的水泥材料微觀孔結構與宏觀力學性能之間的關系模型。提出了氯離子觸發(fā)型自修復混凝土系統(tǒng)中的氯離子傳輸模型,并用試驗數據驗證了該模型的準確性。建立了含有硫酸鉛的水泥基材料表層氯離子模型和擴散系數時變模型,并對模型中的參數進行了優(yōu)化。分析了不同邊界條件和不同膠囊組分分布條件對氯離子傳輸特性的影響。研究表明,水泥基材料中含有少量硫酸鉛時,氯離子能與硫酸鉛發(fā)生化學反應,從而使氯離子的含量減小,但是大量氯離子的加入,會引發(fā)水泥基材料的膨脹破壞,從而使氯離子傳輸速度加快。因此在自修復混凝土系統(tǒng)中選用硫酸鉛作為觸發(fā)劑時,需要綜合考慮其絡合效應和膨脹效應。亞硝酸鈣的加入,可以增大水泥基材料的總孔隙率和毛細孔隙率,其抗壓強度和抗?jié)B能力減小,因此亞硝酸鈣在混凝土領域的應用,需考慮這兩個效應。隨著硫酸鉛分布厚度、分布濃度、分布寬度的增大,氯離子含量呈現下降的趨勢;但隨著其分布位置的加深,氯離子含量則呈現增大的趨勢。
【學位授予單位】：深圳大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU528
【圖文】：

圖 1-1 某濱海跨海大橋橋墩腐蝕圖Fig. 1-1 Corrosion status of a cross-sea bridge pier土結構有明顯裂紋出現時才被人們觀察到，進而的修補難度和修補代價相對較高；而自修復混凝實時對其進行修補，大大降低了其修補難度和修役能力。按照其作用方式的不同，可分為主動修復型和被形狀記憶合金修復系統(tǒng)、空芯光纖修復系統(tǒng)、前兩者屬于主動修復型，后兩者屬于被動修復型其推廣應用受到限制，空芯光纖維系統(tǒng)和中空纖用也受到了限制。微膠囊自修復技術將修復劑包化（如水泥基體因外力作用而產生微裂紋、外界

圖 1-2 SMA 形變恢復示意圖[4]Fig. 1-2 Deformation recovery mechanism of SMA1.3.1.2 空心光纖自修復系統(tǒng)圖 1-3 空心光纖結構圖[5]Fig. 1-3 Structure of hollow-core fiber

圖 1-3 空心光纖結構圖[5]Fig. 1-3 Structure of hollow-core fiber0 年后期，光纖技術與光纖通信技術迅猛發(fā)展，光纖它具有體積小巧、靈敏度高、耐高壓耐腐蝕、頻帶寬測量、集中式管理，因而被廣泛應用于智能表層、結復等領域[6]。空心光纖是一種由纖芯、包層和涂敷層圓柱體，與普通光纖性質相似，其結構如圖 1-3 所示復液預先注入到空心光纖中，然后將空心光纖網絡預當外部荷載作用或溫度變化使混凝土結構內部產生變，光纖傳感器輸出到外界的光信號發(fā)生變化，外界監(jiān)迅速做出響應，對損傷進行定位并通知修復系統(tǒng)采取纖修復系統(tǒng)彌補了工程中離線無損監(jiān)測和修補方法的

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關博士學位論文 前2條

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相關碩士學位論文 前3條

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本文編號：2759987