文献综述(或调研报告):
随着经济的发展和人们生活水平的日益提高,传统混凝土已不能满足建筑需求,一大批新型混凝土应运而生,如超高强度混凝土,高延性混凝土等。其中,在1992年,VC Li教授和CKY Leung教授基于断裂力学和微观力学基本理论对纤维、基体和纤维-基体的界面特性进行系统设计,得到了在单轴拉伸或弯拉作用下具有应变硬化和多缝开裂特性的高延性纤维增强水泥基复合材料[5],国内一般称为高延性水泥基复合材料(HDCC)。在限制收缩条件下,HDCC的裂缝宽度一般不超过在50mu;m[6];在单轴拉伸作用下,其裂缝宽度一般不超过100mu;m[7,8]。HDCC优异的裂缝控制能力赋予了该材料良好的耐久性,因此,HDCC正逐步被应用于除冰盐环境、海洋环境等对裂缝要求严格的建筑结构的施工及修补[9,10],如桥面无缝连接板、桥面伸缩缝、海港码头等。
在钱吮智[9]教授的针对我国钢桥面铺装层在重载作用下疲劳损伤和使用寿命过短的常见问题的课题中,提出了利用高延性HDCC 材料的自愈合功能对疲劳裂缝进行自我修复从而提高其使用寿命的研究思路,这与以前的提高铺装层抗疲劳能力研究在范式上具有根本的区别:即不是通过提高铺装层的韧性或事后修补的方法,而是鉴于桥面混凝土处于开裂状态的常态,利用微裂缝高延性HDCC 材料的二次反应或碳酸钙的沉淀结晶来使裂缝愈合,从而大大提高其抗疲劳性.能并延长疲劳寿命。另外在王亚奇[12]等人的研究中,采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)修补液、环氧胶液和聚合物水泥三种不同修补材料对带裂缝(宽度为0.1mm、0.2mm)混凝土进行修补,测试修补后混凝土的力学性能和耐久性能,对比分析了不同材料的修补效果.结果表明,MICP修补液修补后可达到基准混凝土力学性能的70%,其修补效果比环氧胶液、聚合物水泥材料略差;耐久性方面MICP修补液与环氧胶液、聚合物水泥效果相当;在李孝荣[13]等人的研究中,采用了以下组份:催化剂1~2份,硅溶胶100~150份,环氧树脂200~300份,偶联剂2~4份,润湿剂3~5份,水140~200份,制得了一种混凝土微裂缝封闭材料,经检测与混凝土相容性较好。
目前国内外学者对混凝土微裂缝的修复主要集中在传统混凝土上,对高延性混凝土微裂缝的研究较少,虽然高延性混凝土具有很好的裂缝控制能力和自愈合能力,但是一旦产生裂缝,所造成的生命和经济损失也会难以估量。
常见的混凝土裂缝
1、塑性收缩裂缝:此裂缝多产生于所浇筑混凝土表面,常出现在混凝土初凝之后终凝之前。其原因是混凝土浇筑后未及时覆盖,水泥用量过多,或气候过于干燥的情况下出现。
2、沉降收缩裂缝:此裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上面或在预埋件的附近周围出现,通常于混凝土浇筑后发生。主要原因是水灰比过大,而使坍落度偏大。
3、凝缩裂缝:常在初凝前后出现,造成此种现象是由于混凝土过度振捣以及表面抹压不及时或过度抹平压光所致。
4、碳化收缩裂缝:多发生在混凝土浇筑完后数月乃至更长时间。起因是混凝土的氢氧化钙与空气中二氧化碳作用,引起表面体积收缩龟裂。
5、干燥收缩裂缝:此现象大多表面性的,一般在浇筑后一段时间出现。其中原因是混凝土成型后养护不当,受到风吹日晒,表面水分蒸发快;或过度振捣混凝土级配中砂石含泥量大,抗拉强度低;或混凝土结构连续长度较长,受温度影响整体收缩大[5]。
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