科技創(chuàng)新--李福東

1、 自修復混凝土的研究 指導老師：張紀剛 項目負責人：李福東 申請學院：土木工程學院 content 1.項項目簡簡介 2.研研究背景 3.項項目特色 4.實驗研實驗研究 5.時間時間安排 6.項項目經(jīng)費經(jīng)費 7.預預期成果 8.項項目應應用項目簡介 自修復復混凝土是一種種具有再生功能的新型復復合材料，是由內(nèi)內(nèi)含修復劑復劑的空心玻璃短管和混凝土組組成的，當當材料內(nèi)內(nèi)部發(fā)發(fā)生一定程度上的損傷時損傷時能通過釋過釋放自身的修復劑來填復劑來填充和愈合混凝土的裂縫縫，使開開裂區(qū)區(qū)的強度得到恢復復甚至提高，進進行自我修復復。修復膠囊修復膠囊內(nèi)置膠囊自修復混凝土內(nèi)置膠囊自修復混凝土裂縫的發(fā)生使膠囊裂縫的發(fā)生使

2、膠囊破裂、修復劑流出破裂、修復劑流出內(nèi)含修復劑的膠囊內(nèi)含修復劑的膠囊事先埋藏于混凝土內(nèi)事先埋藏于混凝土內(nèi)流出的修復劑流出的修復劑修復裂縫修復裂縫 研究背景混凝土的發(fā)展已有混凝土的發(fā)展已有 100 多年的歷史，因其抗壓強度高、耐多年的歷史，因其抗壓強度高、耐久性好、成本低，生產(chǎn)工藝簡單等特點已廣泛應用于工業(yè)久性好、成本低，生產(chǎn)工藝簡單等特點已廣泛應用于工業(yè)與民用建筑、橋梁、道路工程、地下工程、水利水電工程、與民用建筑、橋梁、道路工程、地下工程、水利水電工程、核電站、港口和海洋工程，并向著大跨結(jié)構、高聳結(jié)構、核電站、港口和海洋工程，并向著大跨結(jié)構、高聳結(jié)構、巨型結(jié)構和特種結(jié)構滲透，是目前用量最多的

3、建筑材料。巨型結(jié)構和特種結(jié)構滲透，是目前用量最多的建筑材料。 然而混凝土是一種多孔性的脆性材料，抗拉強度遠遠然而混凝土是一種多孔性的脆性材料，抗拉強度遠遠低于其抗壓強度，韌性差，對沖擊、開裂的抵抗能力低于其抗壓強度，韌性差，對沖擊、開裂的抵抗能力差，在使用荷載和周圍環(huán)境的影響下不可避免地會產(chǎn)差，在使用荷載和周圍環(huán)境的影響下不可避免地會產(chǎn)生微裂紋和局部損傷，輕者會降低結(jié)構的防水性，縮生微裂紋和局部損傷，輕者會降低結(jié)構的防水性，縮短其使用壽命，影響結(jié)構的整體性和外觀；重者則危短其使用壽命，影響結(jié)構的整體性和外觀；重者則危及結(jié)構的安全。及結(jié)構的安全。 在可預見的將來，混凝土仍然是一種現(xiàn)代建設不可缺少

4、的建筑材在可預見的將來，混凝土仍然是一種現(xiàn)代建設不可缺少的建筑材料。隨著現(xiàn)代材料科學的不斷進步，混凝土已逐漸向高強、高性料。隨著現(xiàn)代材料科學的不斷進步，混凝土已逐漸向高強、高性能多功能和智能化方向發(fā)展，混凝土結(jié)構也趨于大型化和復雜化。能多功能和智能化方向發(fā)展，混凝土結(jié)構也趨于大型化和復雜化。 項目特色過去對混凝土材料的修復形式主要是事后維修和定時維修，過去對混凝土材料的修復形式主要是事后維修和定時維修，通常采用的措施有：往裂縫內(nèi)灌水泥漿，環(huán)氧樹脂；聚合通常采用的措施有：往裂縫內(nèi)灌水泥漿，環(huán)氧樹脂；聚合物浸漬；縫合、鉆孔堵塞；布置限裂鋼筋，采用預應力錨物浸漬；縫合、鉆孔堵塞；布置限裂鋼筋，采用預

5、應力錨索等等。隨著現(xiàn)代社會向智能化發(fā)展，這種停留在被動和索等等。隨著現(xiàn)代社會向智能化發(fā)展，這種停留在被動和計劃模式下的修復方式已不能完全適應現(xiàn)代多功能和智能計劃模式下的修復方式已不能完全適應現(xiàn)代多功能和智能建筑對混凝土材料提出的要求。建筑對混凝土材料提出的要求。自修復混凝土材料屬于智能材料范疇，它是在混凝土基體自修復混凝土材料屬于智能材料范疇，它是在混凝土基體中摻入修復膠囊，膠囊內(nèi)含有可流動的物質(zhì)中摻入修復膠囊，膠囊內(nèi)含有可流動的物質(zhì)修復膠黏修復膠黏劑，形成智能型自愈合網(wǎng)絡系統(tǒng)。在外界荷載作用下，一劑，形成智能型自愈合網(wǎng)絡系統(tǒng)。在外界荷載作用下，一旦混凝土基體開裂，部分膠囊破裂，膠黏劑流出并滲

6、入裂旦混凝土基體開裂，部分膠囊破裂，膠黏劑流出并滲入裂縫處凝結(jié)，從而實現(xiàn)混凝土裂縫的愈合?？p處凝結(jié)，從而實現(xiàn)混凝土裂縫的愈合。 實驗方案本項項目實驗實驗采用試驗研試驗研究與與理論結(jié)論結(jié)合的方法進進行，在研研究中充分利用實驗實驗室資資源，運運用動動手能力和理論論分析能力。具體的研研究方法如下： 1、采用常規(guī)試驗規(guī)試驗方法分析砂、石、減減水劑劑、膠膠粘劑劑的物理 性能 2、研研究自修復復混凝土的工作性 3、研研究自密實實混凝土配合比 4、研研究6種膠種膠粘劑劑（環(huán)氧樹環(huán)氧樹脂膠膠粘劑劑、氯氯丁萬能膠膠膠膠粘劑劑、聚氯氯乙烯膠烯膠粘劑劑、氯丁橡膠膠粘劑和丙烯酸酯、氰基丙烯酸脂膠粘劑氯丁橡膠膠粘劑和丙

7、烯酸酯、氰基丙烯酸脂膠粘劑和聚氨酯、環(huán)氧樹脂和超強力膠玻璃纖維管和聚氨酯、環(huán)氧樹脂和超強力膠玻璃纖維管 ）對對自修復復混凝土的工作性的影響響 5、 采用不同膠膠囊尺寸、大小對對自修復復混凝土的影響響 時間安排項項目進進度時間時間安排： 1.2010年年1月月10日日 2010年年3月月16日日 文獻查閱、試驗設計、緒論完成文獻查閱、試驗設計、緒論完成 2.2010年年3月月 16日日 2010年年9月月 1日日 試驗及理論分析試驗及理論分析 .2010年年9月月1日日 2010年年11月月 1日日論文寫作論文寫作.2010年年11月月1日日 2010年年12月月 10日日整理論文，準備結(jié)題答辯

8、整理論文，準備結(jié)題答辯 項目經(jīng)費青島理工大學大學生科技創(chuàng)新項目（活動）經(jīng)費預算表青島理工大學大學生科技創(chuàng)新項目（活動）經(jīng)費預算表活動名稱活動名稱自修復混凝土研究自修復混凝土研究負責人負責人李福東李福東物品名稱物品名稱用途用途單價單價數(shù)量數(shù)量合計（元）合計（元）備注備注 脫水脫水T31T31 環(huán)氧環(huán)氧樹脂樹脂試驗材料試驗材料 2323元元/ /公公斤斤5 5公斤公斤115115無無E44E44環(huán)氧樹環(huán)氧樹脂脂試驗材料試驗材料2525元元/ /公斤公斤5 5公斤公斤125125無無氯丁萬能氯丁萬能膠膠試驗材料試驗材料200200元元/ /桶桶1 1桶桶200200無無聚氯乙烯聚氯乙烯膠黏劑膠黏劑試

9、驗材料試驗材料2020元元/ /公斤公斤5 5公斤公斤100100無無32.5R32.5R硅酸硅酸鹽水泥鹽水泥試驗材料試驗材料330330元元/ /袋袋1 1袋袋330330無無FDNFDN萘系減萘系減水劑水劑試驗材料試驗材料200200元元/ /袋袋1 1袋袋200200無無玻璃管玻璃管試驗器材試驗器材200200元元/ /米米5 5米米10001000無無項目經(jīng)費測量及配套工具測量及配套工具試驗材料試驗材料200200元元/ /套套1 1套套200200無無玻璃刀及配套工具玻璃刀及配套工具試驗器材試驗器材300300元元/ /套套1 1套套300300無無煤灰煤灰試驗材料試驗材料200200元元/ /噸噸0.50.5噸噸100100無無稱及相關器材稱及相關器材試驗器材試驗器材300300元元/ /套套1 1套套300300無無商品混凝土商品混凝土試驗材料試驗材料400400元元/ /立方米立方米1 1立方米立方米400400無無壓強計壓強計試驗器材試驗器材200200元元/ /個