自修復(fù)智能混凝土簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)研究論文

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1、自修復(fù)智能混凝土簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)研究論文摘要:本文采用免振搗自密實(shí)混凝土作為自修復(fù)智能混凝土的基材,內(nèi)置玻璃纖維,分別在修復(fù)空心玻璃纖維內(nèi)注入-氰基丙烯酸酯膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑,進(jìn)行自修復(fù)自密實(shí)混凝土簡(jiǎn)支梁構(gòu)件的三分點(diǎn)純彎試驗(yàn),比較了這三種膠粘劑的修復(fù)效能,及內(nèi)置不同數(shù)量修復(fù)玻璃長(zhǎng)管對(duì)簡(jiǎn)支梁承載力恢復(fù)和提高能力的差異。關(guān)鍵詞:自修復(fù)混凝土自密實(shí)混凝土膠粘劑簡(jiǎn)支梁作為建筑結(jié)構(gòu)最主要的材料之一,混凝土經(jīng)歷著由普通混凝土向高強(qiáng)與高性能混凝土的發(fā)展,目前又朝著多功能和智能化方向發(fā)展1?;炷敛牧咸貏e是高強(qiáng)與高性能混凝土.freel3;福建閩

2、侯碎石,5~20mm連續(xù)級(jí)配,表觀密度為2665Kg/m3;福州閩江清潔飲用水;漳州后石電廠的Ⅰ級(jí)粉煤灰;以FDN萘系高效減水劑為主的復(fù)合外加劑。自密實(shí)混凝土的膠凝材料總量為500kg/m3,砂率45%,水膠比0.36。28d立方體抗壓強(qiáng)度50.23MPa,軸心抗壓強(qiáng)度37.90MPa,劈拉強(qiáng)度3.44MPa,彈性模量3.51×104MPa。2.3自修復(fù)混凝土膠粘劑的選用為了保證在裂縫初開(kāi)裂時(shí),內(nèi)置玻璃纖維的膠粘劑能夠迅速流到裂縫處修復(fù)混凝土裂縫,要求修復(fù)膠粘劑可實(shí)現(xiàn)的填充縫隙要盡可能小,所以要求膠粘劑的粘度較小,具有較好的流動(dòng)性;固化條件簡(jiǎn)

3、單,有較高的粘接強(qiáng)度,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等。考慮這幾方面的要求,本文選用-氰基丙烯酸酯膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑以及聚氨酯膠粘劑作為自修復(fù)混凝土用的修復(fù)膠粘劑。自修復(fù)混凝土構(gòu)件制作時(shí),為了防止注入玻璃管的膠粘劑出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象和管內(nèi)的膠水固化,不讓多余的空氣進(jìn)入玻璃管中,必須做好玻璃管端口的密封措施。2.4自修復(fù)自密實(shí)混凝土簡(jiǎn)支梁的制作自修復(fù)自密實(shí)混凝土簡(jiǎn)支梁的澆注方法不同于普通自密實(shí)混凝土構(gòu)件的制作,因?yàn)樗鼉?nèi)置了空心玻璃管作為自修復(fù)的管道,在修復(fù)空心玻璃管內(nèi)分別注入-氰基丙烯酸酯膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑,因此也就牽涉到了修復(fù)空心玻璃管的位置如

4、何正確定位于混凝土簡(jiǎn)支梁中的技術(shù)問(wèn)題。試件采用木模成型,平放澆筑,室外養(yǎng)護(hù)。自修復(fù)自密實(shí)混凝土簡(jiǎn)支梁的澆注過(guò)程如下:1)在模板制作好后,用白色筆在模板內(nèi)側(cè)兩邊各畫(huà)三條線,作為混凝土梁中玻璃管的定位線,而和第一層玻璃管相同截面高度處的鋼筋則擱置在與保護(hù)層厚度相同的墊塊上。2)將拌好的自密實(shí)混凝土鏟入簡(jiǎn)支梁模板中,由于自密實(shí)混凝土可以在無(wú)擾動(dòng)下實(shí)現(xiàn)自流平,因此當(dāng)自密實(shí)混凝土在模板中的高度到達(dá)白線記號(hào)時(shí),將注好膠粘劑的玻璃管放入混凝土中,接著再鏟入混凝土,用同樣的方法令第二、三層玻璃管在混凝土簡(jiǎn)支梁截面中的高度與第二條、第三條白線對(duì)齊,這樣就可保證

5、各層玻璃管在梁截面中定位的準(zhǔn)確。自密實(shí)混凝土填滿整個(gè)梁模板后,再小心抬至平整的場(chǎng)地,避免擾動(dòng)。2.5測(cè)試內(nèi)容和加載制度根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?,本次試?yàn)主要測(cè)試內(nèi)容包括:①簡(jiǎn)支梁試件在修復(fù)前的開(kāi)裂荷載;②簡(jiǎn)支梁試件在修復(fù)后的開(kāi)裂荷載;③簡(jiǎn)支梁試件在修復(fù)前的破壞荷載;④簡(jiǎn)支梁試件在修復(fù)后的破壞荷載;⑤裂縫的分布情況;⑥第一條裂縫出現(xiàn)時(shí)候的荷載大小;⑦最大裂縫的寬度;⑧構(gòu)件的破壞位置。試驗(yàn)采用兩點(diǎn)對(duì)稱的三分點(diǎn)加載的方式,空心玻璃長(zhǎng)管的數(shù)量、分布和鋼筋的配置。由于油壓千斤頂在加載結(jié)束以后還有一個(gè)慣性力,在荷載較小時(shí),這個(gè)慣性力相對(duì)于小荷載是很大的,這樣就會(huì)造成

6、荷載無(wú)法控制而超載的現(xiàn)象。因此本次試驗(yàn)的加載設(shè)備采用機(jī)械千斤頂,由人工使用杠桿來(lái)施壓,便于控制力加載的速度和大小。整個(gè)過(guò)程由人工對(duì)機(jī)械千斤頂加載,用連接于靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的應(yīng)變值推算壓力。在裂縫開(kāi)裂以前,每級(jí)加載值不宜大于屈服荷載的20%。裂縫開(kāi)裂以后,每級(jí)荷載不宜大于屈服荷載值的10%。在接近預(yù)估開(kāi)裂荷載時(shí),為使實(shí)際開(kāi)裂荷載較為準(zhǔn)確,應(yīng)減小加載幅度,裂縫出現(xiàn)后恢復(fù)至原來(lái)一級(jí)的荷載值加載。在試件裂縫出現(xiàn)后,每一級(jí)加載后都停留15~20min左右,以便裂縫發(fā)展穩(wěn)定下來(lái),然后用水筆在梁上畫(huà)出裂縫的分布,并用讀數(shù)顯微鏡觀測(cè)裂縫的寬度。當(dāng)加載到接近開(kāi)裂

7、荷載時(shí),在加載后待撓度發(fā)展的時(shí)間間隙,可以陸續(xù)聽(tīng)到簡(jiǎn)支梁試件側(cè)面和底面所發(fā)出的脆響,這些聲音一部分是混凝土的開(kāi)裂,一部分是內(nèi)部玻璃管的脆斷,混凝土的開(kāi)裂聲較為清脆,而玻璃管由于埋置于混凝土中,其破裂的聲音較沉悶。當(dāng)所加荷載接近破壞荷載時(shí),隨著主裂縫的延伸和加寬,將會(huì)有膠粘劑從裂縫處流出,填充和修復(fù)裂縫,持荷一定時(shí)間后,把簡(jiǎn)支梁試件從架上撤下來(lái),等待對(duì)構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)后的再次加載。當(dāng)整批構(gòu)件第一次加載的試驗(yàn)全部完成后,放置5~6d,令-氰基丙烯酸酯膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑和聚氨酯膠粘劑完全固化,達(dá)到最大強(qiáng)度,再對(duì)構(gòu)件進(jìn)行第二次加載。在第二次加載過(guò)程中

8、,必須注意第一次加載有膠粘劑流出的裂縫是否再次開(kāi)裂;第一次加載的沒(méi)有膠粘劑流出的裂縫是否在第二次加載時(shí)流出膠粘劑;第二次加載時(shí)是否出現(xiàn)新的裂縫及是否有膠粘劑流出。2

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