【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是工程建設(shè)領(lǐng)域普遍關(guān)注的問(wèn)題。氯離子侵蝕和硫酸根腐蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的兩類主要因素。針對(duì)混凝土的耐久性問(wèn)題,近年來(lái)發(fā)展了混凝土自修復(fù)技術(shù),以其智能感知、實(shí)時(shí)修復(fù)、修復(fù)功能可設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)逐漸成為土木工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。物理觸發(fā)的混凝土自修復(fù)材料主要是通過(guò)感知混凝土內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變以及由此產(chǎn)生的微裂紋觸發(fā)修復(fù)機(jī)制,通過(guò)粘接方式對(duì)裂紋進(jìn)行修補(bǔ),從而使混凝土材料的力學(xué)性能和抗?jié)B性能得到恢復(fù)�；炷两Y(jié)構(gòu)在其服役壽命內(nèi)不僅受到外界物理環(huán)境因素的作用,往往還受到化學(xué)環(huán)境因素作用,這將同時(shí)引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題。為了提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,有學(xué)者設(shè)計(jì)了氯離子作為觸發(fā)因子的微膠囊自修復(fù)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(xué)反應(yīng),使囊壁被觸發(fā)破壞,修復(fù)劑流出對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行耐久性修復(fù)。在本研究中針對(duì)氯離子觸發(fā)型微膠囊自修復(fù)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(duì)水泥基材料滲透性能和力學(xué)性能的影響,并從微觀角度對(duì)其宏觀力學(xué)性能和滲透性能進(jìn)行了分析,建立了內(nèi)摻硫酸鉛的水泥基材料的滲透系數(shù)與毛細(xì)孔隙率之間的關(guān)系模型,以及內(nèi)摻亞硝酸鈣的水泥材料微觀孔結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系模型。提出了氯離子觸發(fā)型自修復(fù)混凝土系統(tǒng)中的氯離子傳輸模型,并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該模型的準(zhǔn)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(kuò)散系數(shù)時(shí)變模型,并對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)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(duì)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(shí),氯離子能與硫酸鉛發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而使氯離子的含量減小,但是大量氯離子的加入,會(huì)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(fù)混凝土系統(tǒng)中選用硫酸鉛作為觸發(fā)劑時(shí),需要綜合考慮其絡(luò)合效應(yīng)和膨脹效應(yīng)。亞硝酸鈣的加入,可以增大水泥基材料的總孔隙率和毛細(xì)孔隙率,其抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B能力減小,因此亞硝酸鈣在混凝土領(lǐng)域的應(yīng)用,需考慮這兩個(gè)效應(yīng)。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(xiàn)下降的趨勢(shì);但隨著其分布位置的加深,氯離子含量則呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU528
【圖文】：

圖 1-1 某濱�？绾４髽驑蚨崭g圖Fig. 1-1 Corrosion status of a cross-sea bridge pier土結(jié)構(gòu)有明顯裂紋出現(xiàn)時(shí)才被人們觀察到，進(jìn)而的修補(bǔ)難度和修補(bǔ)代價(jià)相對(duì)較高；而自修復(fù)混凝實(shí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，大大降低了其修補(bǔ)難度和修役能力。按照其作用方式的不同，可分為主動(dòng)修復(fù)型和被形狀記憶合金修復(fù)系統(tǒng)、空芯光纖修復(fù)系統(tǒng)、前兩者屬于主動(dòng)修復(fù)型，后兩者屬于被動(dòng)修復(fù)型其推廣應(yīng)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(fù)技術(shù)將修復(fù)劑包化（如水泥基體因外力作用而產(chǎn)生微裂紋、外界

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

圖 1-3 空心光纖結(jié)構(gòu)圖[5]Fig. 1-3 Structure of hollow-core fiber0 年后期，光纖技術(shù)與光纖通信技術(shù)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(cè)量、集中式管理，因而被廣泛應(yīng)用于智能表層、結(jié)復(fù)等領(lǐng)域[6]�？招墓饫w是一種由纖芯、包層和涂敷層圓柱體，與普通光纖性質(zhì)相似，其結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示復(fù)液預(yù)先注入到空心光纖中，然后將空心光纖網(wǎng)絡(luò)預(yù)當(dāng)外部荷載作用或溫度變化使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生變，光纖傳感器輸出到外界的光信號(hào)發(fā)生變化，外界監(jiān)迅速做出響應(yīng)，對(duì)損傷進(jìn)行定位并通知修復(fù)系統(tǒng)采取纖修復(fù)系統(tǒng)彌補(bǔ)了工程中離線無(wú)損監(jiān)測(cè)和修補(bǔ)方法的

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2759987