專利名稱：能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼筋混凝土構(gòu)造技術(shù)，尤其涉及一種能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體。
背景技術(shù)：
隨著時間的推移，鋼筋混凝土?xí)诙喾N復(fù)雜的綜合因素作用下出現(xiàn)開裂，其開裂過程是不可逆的；現(xiàn)有理論中，針對鋼筋混凝土在使用過程中出現(xiàn)開裂的問題，已從人為外部被動處理裂縫的階段，發(fā)展到使混凝土自身具備裂縫修復(fù)能力的階段，其中比較典型的有:采用N1-Ti合金對混凝土裂縫進(jìn)行自修復(fù)，但N1-Ti合金價格昂貴，不適宜大量采用，尤其是在一些中、小型工程中，將導(dǎo)致工程造價大幅提高
發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，包括采用灌漿澆筑方式制作的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體，其改進(jìn)在于:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)鋪設(shè)有多條形狀記憶聚氨酯線材和多個粘結(jié)囊；所述形狀記憶聚氨酯線材在鋪設(shè)時的張拉長度為形狀記憶聚氨酯線材極限長度的259Γ40% ;所述粘結(jié)囊為封裝有膠黏劑的玻璃管。前述結(jié)構(gòu)的制作方法為:在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體進(jìn)行灌漿之前，將形狀記憶聚氨酯線材張拉好，然后進(jìn)行灌漿操作，待灌至一定高度后，在漿體中鋪設(shè)粘結(jié)囊，然后繼續(xù)灌漿，又灌入一定高度后，繼續(xù)鋪設(shè)粘結(jié)囊，重復(fù)多次，直至灌漿操作完成。前述結(jié)構(gòu)是這樣發(fā)揮作用的:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體的開裂是一個漸進(jìn)蠕變的過程，當(dāng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)裂縫后，裂縫兩側(cè)的混凝土體帶動形狀記憶聚氨酯線材發(fā)生形變，由于形狀記憶聚氨酯線材本身就處于張拉狀態(tài)，隨著裂縫的出現(xiàn)，形狀記憶聚氨酯線材的張拉量進(jìn)一步變大，形狀記憶聚氨酯線材對裂縫兩側(cè)的混凝土體的作用力也隨之增大，這對裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大具有抑制作用，同時，當(dāng)負(fù)面應(yīng)力消失后，即裂縫的寬度停止擴(kuò)大后，形狀記憶聚氨酯線材向裂縫兩側(cè)的混凝土體施加的拉力可以使裂縫出現(xiàn)一定程度的收縮進(jìn)而達(dá)到使裂縫愈合的目的；另一方面，裂縫出現(xiàn)后，裂縫兩側(cè)的混凝土體帶動玻璃管兩端運(yùn)動，一旦裂縫的寬度蠕變致使玻璃管破裂，玻璃管內(nèi)的膠黏劑就會流出，并將裂縫填充，當(dāng)膠黏劑固化后，裂縫被膠黏劑彌合，對裂縫兩側(cè)的混凝土體起到加固作用，從而實(shí)現(xiàn)裂縫的自愈合。為了提高形狀記憶聚氨酯線材對裂縫的抑制作用，本發(fā)明還作了如下改進(jìn):單條形狀記憶聚氨酯線材由多根形狀記憶聚氨酯線經(jīng)捻繩工藝制作而成。所述膠黏劑可采用如下的優(yōu)選材料:所述膠黏劑為氯丁橡膠或聚氨酯膠?；谇笆龇桨?，本發(fā)明還提出了如下優(yōu)選設(shè)置方案:所述形狀記憶聚氨酯線材和粘結(jié)囊的鋪設(shè)方式為:形狀記憶聚氨酯線材的軸向沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，多條形狀記憶聚氨酯線材互相平行；粘結(jié)囊軸向與形狀記憶聚氨酯線材軸向平行；形狀記憶聚氨酯線材軸向上同一位置處均勻鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊，且同一位置處的多個粘結(jié)囊與多條形狀記憶聚氨酯線材交錯設(shè)置；形狀記憶聚氨酯線材軸向上不同位置處鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊，且不同位置處的多個粘結(jié)囊沿形狀記憶聚氨酯線材軸向等間距設(shè)置。與前述鋪設(shè)方式并列的，所述形狀記憶聚氨酯線材和粘結(jié)囊的鋪設(shè)方式還可采用如下方案:多條形狀記憶聚氨酯線材中的一部分沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，形成軸向線材；多條形狀記憶聚氨酯線材中的另一部分沿軸向線材的垂向方向延伸，形成橫向線材；一部分粘結(jié)囊的軸向與軸向線材平行，另一部分粘結(jié)囊的軸向與橫向線材平行；形狀記憶聚氨酯線材軸向上不同位置處、互相平行的多個粘結(jié)囊沿其軸向方向等間距設(shè)置；形狀記憶聚氨酯線材軸向上相同位置處的多個粘結(jié)囊與形狀記憶聚氨酯線材交錯設(shè)置。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:使混凝土結(jié)構(gòu)體對裂縫擴(kuò)張具備一定的抑制能力和自愈能力，成本低廉、鋪設(shè)方便。


圖1、本發(fā)明的鋪設(shè)方式結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖2、圖1所示結(jié)構(gòu)的橫截面示意 圖3、本發(fā)明的鋪設(shè)方式結(jié)構(gòu)示意圖二 圖4、圖3所示結(jié)構(gòu)的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式一種能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，包括采用灌漿澆筑方式制作的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)鋪設(shè)有多條形狀記憶聚氨酯線材I和多個粘結(jié)囊2 ;所述形狀記憶聚氨酯線材I在鋪設(shè)時的張拉長度為形狀記憶聚氨酯線材I極限長度的259Γ40% ;所述粘結(jié)囊2為封裝有膠黏劑的玻璃管。進(jìn)一步地，單條形狀記憶聚氨酯線材I由多根形狀記憶聚氨酯線經(jīng)捻繩工藝制作。進(jìn)一步地，所述膠黏劑為氯丁橡膠或聚氨酯膠。進(jìn)一步地，所述形狀記憶聚氨酯線材I和粘結(jié)囊2的鋪設(shè)方式為:形狀記憶聚氨酯線材I的軸向沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，多條形狀記憶聚氨酯線材I互相平行；粘結(jié)囊2軸向與形狀記憶聚氨酯線材I軸向平行；形狀記憶聚氨酯線材I軸向上同一位置處均勻鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊2，且同一位置處的多個粘結(jié)囊2與多條形狀記憶聚氨酯線材I交錯設(shè)置；形狀記憶聚氨酯線材I軸向上不同位置處鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊2，且不同位置處的多個粘結(jié)囊2沿形狀記憶聚氨酯線材I軸向等間距設(shè)置。采用此方案后，單一位置處的裂縫并不會使軸向上不同位置處的粘結(jié)囊2都被激活，只有裂縫附近的粘結(jié)囊2會出現(xiàn)破裂并釋放出膠黏劑，從而使結(jié)構(gòu)體可以應(yīng)對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向上不同位置處的裂縫。進(jìn)一步地，所述形狀記憶聚氨酯線材I和粘結(jié)囊2的鋪設(shè)方式為:多條形狀記憶聚氨酯線材I中的一部分沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，形成軸向線材；多條形狀記憶聚氨酯線材I中的另一部分沿軸向線材的垂向方向延伸，形成橫向線材；一部分粘結(jié)囊2的軸向與軸向線材平行，另一部分粘結(jié)囊2的軸向與橫向線材平行；形狀記憶聚氨酯線材I軸向上不同位置處、互相平行的多個粘結(jié)囊2沿其軸向方向等間距設(shè)置；形狀記憶聚氨酯線材I軸向上相同位置處的多個粘結(jié)囊 2與形狀記憶聚氨酯線材I交錯設(shè)置。相比于前一種鋪設(shè)方式，前一種鋪設(shè)方式所能應(yīng)對的裂縫方向相對較少，只能應(yīng)對裂縫走向角度與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向的夾角在60度 90度范圍內(nèi)的裂縫，此種橫向線材和軸向線材結(jié)合的鋪設(shè)方式，可以使結(jié)構(gòu)可以應(yīng)對的裂縫走向幾乎達(dá)到全向。為了保證能夠充分利用膠黏劑的修補(bǔ)固化效果，應(yīng)避免灌入玻璃管的膠黏劑出現(xiàn)溢漏和固化，在制作粘結(jié)囊2時，玻璃管端口需仔細(xì)密封；密封時，可用密封膠將玻璃管端口封閉，待密封膠固結(jié)后，用注射器穿過密封膠并將膠黏劑注入玻璃管中，然后用密封膠將注入口封死。制作試件:混凝土澆注前，在模板內(nèi)側(cè)面作好鋪設(shè)粘結(jié)囊2的高度標(biāo)記，并將形狀記憶聚氨酯線材I (形狀記憶聚氨酯線材I下端可固定在鋼筋上)張拉好；然后進(jìn)行注漿操作，當(dāng)注漿高度達(dá)到標(biāo)記的位置時停止注漿，將粘結(jié)囊2插入混凝土中，然后繼續(xù)注漿至下一標(biāo)記高度處，然后鋪設(shè)該高度處的粘結(jié)囊2，反復(fù)操作，直至粘結(jié)囊2鋪設(shè)完成，最終獲得試件；
對試件施加均勻、連續(xù)的外部荷載，加載速度控制在每秒鐘0.05 MPa以內(nèi)，至試件開裂，并記錄開裂時的荷載強(qiáng)度。在試件開裂后，馬上撤去荷載并對裂縫尺寸進(jìn)行測量并記錄，撤去荷載后，裂縫寬度最大位置處，肉眼明顯可見裂縫的寬度出現(xiàn)收縮；通過加熱使膠黏劑加速固化，待裂縫收縮完全停止后，對試件重新進(jìn)行加載試驗(yàn)至試件破壞，記錄破壞時的荷載強(qiáng)度；多次試驗(yàn)后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，自愈合后的試件在破壞時的荷載強(qiáng)度可達(dá)初次開裂時的荷載強(qiáng)度的90%以 上。
權(quán)利要求
1.一種能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，包括采用灌漿澆筑方式制作的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體，其特征在于:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)鋪設(shè)有多條形狀記憶聚氨酯線材(I)和多個粘結(jié)囊(2)；所述形狀記憶聚氨酯線材(I)在鋪設(shè)時的張拉長度為形狀記憶聚氨酯線材(I)極限長度的25°/Γ40% ;所述粘結(jié)囊(2)為封裝有膠黏劑的玻璃管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，其特征在于:單條形狀記憶聚氨酯線材(I)由多根形狀記憶聚氨酯線經(jīng)捻繩工藝制作而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，其特征在于:所述膠黏劑為氯丁橡膠或聚氨酯膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，其特征在于:所述形狀記憶聚氨酯線材(I)和粘結(jié)囊(2)的鋪設(shè)方式為: 形狀記憶聚氨酯線材(I)的軸向沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，多條形狀記憶聚氨酯線材(I)互相平行； 粘結(jié)囊(2)軸向與形狀記憶聚氨酯線材(I)軸向平行；形狀記憶聚氨酯線材(I)軸向上同一位置處均勻鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊(2)，且同一位置處的多個粘結(jié)囊(2)與多條形狀記憶聚氨酯線材(I)交錯設(shè)置；形狀記憶 聚氨酯線材(I)軸向上不同位置處鋪設(shè)有多個粘結(jié)囊(2)，且不同位置處的多個粘結(jié)囊(2)沿形狀記憶聚氨酯線材(I)軸向等間距設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，其特征在于:所述形狀記憶聚氨酯線材(I)和粘結(jié)囊(2)的鋪設(shè)方式為: 多條形狀記憶聚氨酯線材(I)中的一部分沿鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體軸向延伸，形成軸向線材；多條形狀記憶聚氨酯線材(I)中的另一部分沿軸向線材的垂向方向延伸，形成橫向線材； 一部分粘結(jié)囊(2)的軸向與軸向線材平行，另一部分粘結(jié)囊(2)的軸向與橫向線材平行；形狀記憶聚氨酯線材(I)軸向上不同位置處、互相平行的多個粘結(jié)囊(2)沿其軸向方向等間距設(shè)置；形狀記憶聚氨酯線材(I)軸向上相同位置處的多個粘結(jié)囊(2)與形狀記憶聚氨酯線材(I)交錯設(shè)置。
全文摘要
一種能自愈合的混凝土結(jié)構(gòu)體，包括采用灌漿澆筑方式制作的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體內(nèi)鋪設(shè)有多條形狀記憶聚氨酯線材和多個粘結(jié)囊；所述形狀記憶聚氨酯線材在鋪設(shè)時的張拉長度為形狀記憶聚氨酯線材極限長度的25%~40%；所述粘結(jié)囊為封裝有膠黏劑的玻璃管。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是使混凝土結(jié)構(gòu)體對裂縫擴(kuò)張具備一定的抑制能力和自愈能力，成本低廉、鋪設(shè)方便。
文檔編號C04B16/12GK103224345SQ20131013341
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月17日
發(fā)明者劉山洪, 李力, 夏淼 申請人:重慶交通大學(xué)