一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，包括具有渗液口的储液装置，储液装置外包覆有压电陶瓷传感元件，压电陶瓷传感元件上有信号收发导线引出。本实用新型专利技术的压电陶瓷传感元件能采集振动引起的电阻抗变化，触发储液装置渗出修复材料对混凝土内部裂缝进行修复，具有内部缺陷和静动力损伤自监测及自触发式损伤修复的功能，能有效提高整个混凝土结构性能，延长使用寿命，具有广泛的市场前景。

An intelligent concrete aggregate device with damage monitoring and self repairing function

【技术实现步骤摘要】
一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置
本技术涉及混凝土健康监测及损伤修复
，具体涉及一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置。
技术介绍
混凝土结构是目前使用量最多的建筑结构形式之一，然而混凝土作为一种多孔的脆性材料，在使用过程及周边环境影响下不可避免的会产生裂缝、磨损、侵蚀和冻融等损伤，轻则会降低混凝土结构的使用寿命，重则危机结构的安全。因此研发一种集损伤监测及自修复的智能混凝土骨料，在混凝土结构的安全使用及维护保障方面，具有广阔的应用前景。压电陶瓷具有响应快、成本低、形式简单和可靠性好等优点。压电智能材料具有压电效应，压电效应包括正压电效应和负压电效应。压电材料在力的作用下产生形变，引起材料表面带电，这是正压电效应。反之，施加激励电场，材料表面将产生机械变形，称为逆压电效应。由此可知压电材料可以实现机械能和电能的相互转换，在应变、加速度、振动、等物理量的测量方面显示出优异的传感特性。在损伤监测识别方面，基于压电材料的压电阻抗技术也具有良好的应用前景。机械阻抗法是基于压电材料的机电耦合特性，并综合考虑压电材料动态特性及结构阻抗信息的一种监测方法。压电阻抗法应用于结构健康监测具有激励信号的频率高，对损伤敏感性高，且其敏感范围仅局限于粘贴压电材料的局部小范围，无需考虑远场作用（如荷载、边界条件等）影响的优点。在压电阻抗法中，压电陶瓷片同时被用作执行器及传感器，当对压电材料施加交流电场时，压电材料会产生机械振动，同时带动结构发生振动。结构的机械振动又反作用于压电陶瓷片，使压电陶瓷片产生电响应，具体表现为电阻抗发生变化。对混凝土结构而言，在施工及正常服役阶段产生的损伤一般在混凝土结构的内部，肉眼很难判断其是否发生损伤以及损伤发生的位置和程度。因此，对混凝土探测不到的裂纹及损伤修复，变得极为困难，甚至不可能实现。在传统的人工修复混凝土结构损伤方法中，修复剂几乎都是储存在结构的外部，修复时通过机械压力将修复剂传送到裂缝区域中，以修复混凝土结构内部的损伤。但这种被动式混凝土修复方式维护成本高，修复效果差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，自监测，自修复为目标，同时考虑混凝土结构的特殊性，具有内部缺陷和静动力损伤自监测及自触发式损伤修复的功能，能有效提高整个混凝土结构性能，延长使用寿命，具有广泛的市场前景。本技术所采用的技术方案为：一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，其特征在于：包括具有渗液口的储液装置，储液装置外包覆有压电陶瓷传感元件，压电陶瓷传感元件上有信号收发导线引出。储液装置侧面环周紧密包覆有储液装置防护层，储液装置防护层位于压电陶瓷传感元件内，压电陶瓷传感元件紧密贴覆于储液装置防护层侧面外。压电陶瓷传感元件为压电陶瓷片，其侧面环周紧密包覆有为其提供预压力的环氧树脂防护层。环氧树脂防护层侧面环周紧密包覆有防水绝缘保护层。储液装置呈方形，其外部的储液装置防护层、压电陶瓷传感元件、环氧树脂防护层和防水绝缘保护层均呈方套形，逐层紧密包覆。储液装置内盛装有混凝土内部裂缝修复材料。储液装置表面的渗液口为微型小孔，沿储液装置六面均匀分布。本技术具有以下优点：本技术具有造价低廉、适用性强以及混凝土融合性好等优点，能够为实际工程健康监测及损伤修复提供一种简单可行的方法，具有广阔的推广价值和应用前景。附图说明图1为本技术骨料的细节实物图；图2为本技术骨料整体组装图；图中，1—储液装置；2—信号收发导线；3—储液装置防护层；4—压电陶瓷传感元件；5—环氧树脂防护层；6—防水绝缘保护层。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。本技术涉及一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，包括具有渗液口的储液装置1，储液装置1内盛装有混凝土内部裂缝修复材料异丁烯酸甲脂胶黏剂。储液装置1表面的渗液口为微型小孔，沿储液装置1六面均匀分布（四周侧面外有储液装置防护层3也有小孔）。储液装置1外包覆有压电陶瓷传感元件4，压电陶瓷传感元件4上有信号收发导线2引出。储液装置1侧面环周紧密包覆有储液装置防护层3，储液装置防护层3位于压电陶瓷传感元件4内，压电陶瓷传感元件4紧密贴覆于储液装置防护层3侧面外。压电陶瓷传感元件4为压电陶瓷片（产品型号：NAC2002），其侧面环周紧密包覆有为其提供预压力的环氧树脂防护层5。环氧树脂防护层5侧面环周紧密包覆有防水绝缘保护层6（材料为KRTL525自固话绝缘保护包材）。储液装置1呈方形，其外部的储液装置防护层3、压电陶瓷传感元件4、环氧树脂防护层5和防水绝缘保护层6均呈方套形，逐层紧密包覆。本技术的结构中，压电陶瓷片同时被用作执行器及传感器，当对压电材料施加交流电场时，压电材料会产生机械振动，同时带动结构发生振动。结构的机械振动又反作用于压电陶瓷片，使压电陶瓷片产生电响应，具体表现为电阻抗发生变化，本技术能通过导线将该信息发送出去，外部信号接收器可以接收该信息。本技术的压电陶瓷传感元件能采集振动引起的电阻抗变化，触发储液装置渗出修复材料对混凝土内部裂缝进行修复。本技术的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本技术说明书而对本技术技术方案采取的任何等效的变换，均为本技术的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，其特征在于：包括具有渗液口的储液装置（1），储液装置（1）内盛装有混凝土内部裂缝修复材料，储液装置（1）外包覆有压电陶瓷传感元件（4），压电陶瓷传感元件（4）上有信号收发导线（2）引出；压电陶瓷传感元件（4）触发储液装置（1）渗出修复材料对混凝土内部裂缝进行修复。

【技术特征摘要】
1.一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，其特征在于：包括具有渗液口的储液装置（1），储液装置（1）内盛装有混凝土内部裂缝修复材料，储液装置（1）外包覆有压电陶瓷传感元件（4），压电陶瓷传感元件（4）上有信号收发导线（2）引出；压电陶瓷传感元件（4）触发储液装置（1）渗出修复材料对混凝土内部裂缝进行修复。2.根据权利要求1所述的一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，其特征在于：储液装置（1）侧面环周紧密包覆有储液装置防护层（3），储液装置防护层（3）位于压电陶瓷传感元件（4）内，压电陶瓷传感元件（4）紧密贴覆于储液装置防护层（3）侧面外。3.根据权利要求2所述的一种集损伤监测及自修复功能的智能混凝土骨料装置，其特征在于：压电陶瓷传感元件（4）为压电陶瓷片，其侧面环周紧密...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钟晖，胡双平，张世荣，王炳华，毛念华，孟庆军，张海，何旭升，胡智民，朱鑫磊，高志宏，林柏亨，邓保顺，邵文，杨璐，
申请(专利权)人：中铁第一勘察设计院集团有限公司，南宁轨道交通集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61