能自愈合的混凝土结构体制造技术

一种能自愈合的混凝土结构体，包括采用灌浆浇筑方式制作的钢筋混凝土结构体，钢筋混凝土结构体内铺设有多条形状记忆聚氨酯线材和多个粘结囊；所述形状记忆聚氨酯线材在铺设时的张拉长度为形状记忆聚氨酯线材极限长度的25%~40%；所述粘结囊为封装有胶黏剂的玻璃管。本发明专利技术的有益技术效果是：使混凝土结构体对裂缝扩张具备一定的抑制能力和自愈能力，成本低廉、铺设方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钢筋混凝土构造技术，尤其涉及一种能自愈合的混凝土结构体。
技术介绍
随着时间的推移，钢筋混凝土会在多种复杂的综合因素作用下出现开裂，其开裂过程是不可逆的；现有理论中，针对钢筋混凝土在使用过程中出现开裂的问题，已从人为外部被动处理裂缝的阶段，发展到使混凝土自身具备裂缝修复能力的阶段，其中比较典型的有:采用N1-Ti合金对混凝土裂缝进行自修复，但N1-Ti合金价格昂贵，不适宜大量采用，尤其是在一些中、小型工程中，将导致工程造价大幅提高
技术实现思路
针对
技术介绍
中的问题，本专利技术提出了一种能自愈合的混凝土结构体，包括采用灌浆浇筑方式制作的钢筋混凝土结构体，其改进在于:钢筋混凝土结构体内铺设有多条形状记忆聚氨酯线材和多个粘结囊；所述形状记忆聚氨酯线材在铺设时的张拉长度为形状记忆聚氨酯线材极限长度的259Γ40% ;所述粘结囊为封装有胶黏剂的玻璃管。前述结构的制作方法为:在对钢筋混凝土结构体进行灌浆之前，将形状记忆聚氨酯线材张拉好，然后进行灌浆操作，待灌至一定高度后，在浆体中铺设粘结囊，然后继续灌浆，又灌入一定高度后，继续铺设粘结囊，重复多次，直至灌浆操作完成。前述结构是这样发挥作用的:钢筋混凝土结构体的开裂是一个渐进蠕变的过程，当钢筋混凝土结构体出现裂缝后，裂缝两侧的混凝土体带动形状记忆聚氨酯线材发生形变，由于形状记忆聚氨酯线材本身就处于张拉状态，随着裂缝的出现，形状记忆聚氨酯线材的张拉量进一步变大，形状记忆聚氨酯线材对裂缝两侧的混凝土体的作用力也随之增大，这对裂缝的进一步扩大具有抑制作用，同时，当负面应力消失后，即裂缝的宽度停止扩大后，形状记忆聚氨酯线材向裂缝两侧的混凝土体施加的拉力可以使裂缝出现一定程度的收缩进而达到使裂缝愈合的目的；另一方面，裂缝出现后，裂缝两侧的混凝土体带动玻璃管两端运动，一旦裂缝的宽度蠕变致使玻璃管破裂，玻璃管内的胶黏剂就会流出，并将裂缝填充，当胶黏剂固化后，裂缝被胶黏剂弥合，对裂缝两侧的混凝土体起到加固作用，从而实现裂缝的自愈合。为了提高形状记忆聚氨酯线材对裂缝的抑制作用，本专利技术还作了如下改进:单条形状记忆聚氨酯线材由多根形状记忆聚氨酯线经捻绳工艺制作而成。所述胶黏剂可采用如下的优选材料:所述胶黏剂为氯丁橡胶或聚氨酯胶。基于前述方案，本专利技术还提出了如下优选设置方案:所述形状记忆聚氨酯线材和粘结囊的铺设方式为:形状记忆聚氨酯线材的轴向沿钢筋混凝土结构体轴向延伸，多条形状记忆聚氨酯线材互相平行；粘结囊轴向与形状记忆聚氨酯线材轴向平行；形状记忆聚氨酯线材轴向上同一位置处均匀铺设有多个粘结囊，且同一位置处的多个粘结囊与多条形状记忆聚氨酯线材交错设置；形状记忆聚氨酯线材轴向上不同位置处铺设有多个粘结囊，且不同位置处的多个粘结囊沿形状记忆聚氨酯线材轴向等间距设置。与前述铺设方式并列的，所述形状记忆聚氨酯线材和粘结囊的铺设方式还可采用如下方案:多条形状记忆聚氨酯线材中的一部分沿钢筋混凝土结构体轴向延伸，形成轴向线材；多条形状记忆聚氨酯线材中的另一部分沿轴向线材的垂向方向延伸，形成横向线材；一部分粘结囊的轴向与轴向线材平行，另一部分粘结囊的轴向与横向线材平行；形状记忆聚氨酯线材轴向上不同位置处、互相平行的多个粘结囊沿其轴向方向等间距设置；形状记忆聚氨酯线材轴向上相同位置处的多个粘结囊与形状记忆聚氨酯线材交错设置。本专利技术的有益技术效果是:使混凝土结构体对裂缝扩张具备一定的抑制能力和自愈能力，成本低廉、铺设方便。附图说明图1、本专利技术的铺设方式结构示意图一； 图2、图1所示结构的横截面示意 图3、本专利技术的铺设方式结构示意图二 图4、图3所示结构的横截面示意图。具体实施例方式一种能自愈合的混凝土结构体，包括采用灌浆浇筑方式制作的钢筋混凝土结构体，钢筋混凝土结构体内铺设有多条形状记忆聚氨酯线材I和多个粘结囊2 ;所述形状记忆聚氨酯线材I在铺设时的张拉长度为形状记忆聚氨酯线材I极限长度的259Γ40% ;所述粘结囊2为封装有胶黏剂的玻璃管。进一步地，单条形状记忆聚氨酯线材I由多根形状记忆聚氨酯线经捻绳工艺制作。进一步地，所述胶黏剂为氯丁橡胶或聚氨酯胶。进一步地，所述形状记忆聚氨酯线材I和粘结囊2的铺设方式为:形状记忆聚氨酯线材I的轴向沿钢筋混凝土结构体轴向延伸，多条形状记忆聚氨酯线材I互相平行；粘结囊2轴向与形状记忆聚氨酯线材I轴向平行；形状记忆聚氨酯线材I轴向上同一位置处均匀铺设有多个粘结囊2，且同一位置处的多个粘结囊2与多条形状记忆聚氨酯线材I交错设置；形状记忆聚氨酯线材I轴向上不同位置处铺设有多个粘结囊2，且不同位置处的多个粘结囊2沿形状记忆聚氨酯线材I轴向等间距设置。采用此方案后，单一位置处的裂缝并不会使轴向上不同位置处的粘结囊2都被激活，只有裂缝附近的粘结囊2会出现破裂并释放出胶黏剂，从而使结构体可以应对钢筋混凝土结构体轴向上不同位置处的裂缝。进一步地，所述形状记忆聚氨酯线材I和粘结囊2的铺设方式为:多条形状记忆聚氨酯线材I中的一部分沿钢筋混凝土结构体轴向延伸，形成轴向线材；多条形状记忆聚氨酯线材I中的另一部分沿轴向线材的垂向方向延伸，形成横向线材；一部分粘结囊2的轴向与轴向线材平行，另一部分粘结囊2的轴向与横向线材平行；形状记忆聚氨酯线材I轴向上不同位置处、互相平行的多个粘结囊2沿其轴向方向等间距设置；形状记忆聚氨酯线材I轴向上相同位置处的多个粘结囊 2与形状记忆聚氨酯线材I交错设置。相比于前一种铺设方式，前一种铺设方式所能应对的裂缝方向相对较少，只能应对裂缝走向角度与钢筋混凝土结构体轴向的夹角在60度 90度范围内的裂缝，此种横向线材和轴向线材结合的铺设方式，可以使结构可以应对的裂缝走向几乎达到全向。为了保证能够充分利用胶黏剂的修补固化效果，应避免灌入玻璃管的胶黏剂出现溢漏和固化，在制作粘结囊2时，玻璃管端口需仔细密封；密封时，可用密封胶将玻璃管端口封闭，待密封胶固结后，用注射器穿过密封胶并将胶黏剂注入玻璃管中，然后用密封胶将注入口封死。制作试件:混凝土浇注前，在模板内侧面作好铺设粘结囊2的高度标记，并将形状记忆聚氨酯线材I (形状记忆聚氨酯线材I下端可固定在钢筋上)张拉好；然后进行注浆操作，当注浆高度达到标记的位置时停止注浆，将粘结囊2插入混凝土中，然后继续注浆至下一标记高度处，然后铺设该高度处的粘结囊2，反复操作，直至粘结囊2铺设完成，最终获得试件； 对试件施加均匀、连续的外部荷载，加载速度控制在每秒钟0.05 MPa以内，至试件开裂，并记录开裂时的荷载强度。在试件开裂后，马上撤去荷载并对裂缝尺寸进行测量并记录，撤去荷载后，裂缝宽度最大位置处，肉眼明显可见裂缝的宽度出现收缩；通过加热使胶黏剂加速固化，待裂缝收缩完全停止后，对试件重新进行加载试验至试件破坏，记录破坏时的荷载强度；多次试验后的统计数据表明，自愈合后的试件在破坏时的荷载强度可达初次开裂时的荷载强度的90%以 上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能自愈合的混凝土结构体，包括采用灌浆浇筑方式制作的钢筋混凝土结构体，其特征在于：钢筋混凝土结构体内铺设有多条形状记忆聚氨酯线材（1）和多个粘结囊（2）；所述形状记忆聚氨酯线材（1）在铺设时的张拉长度为形状记忆聚氨酯线材（1）极限长度的25%~40%；所述粘结囊（2）为封装有胶黏剂的玻璃管。

【技术特征摘要】
1.一种能自愈合的混凝土结构体，包括采用灌浆浇筑方式制作的钢筋混凝土结构体，其特征在于:钢筋混凝土结构体内铺设有多条形状记忆聚氨酯线材(I)和多个粘结囊(2)；所述形状记忆聚氨酯线材(I)在铺设时的张拉长度为形状记忆聚氨酯线材(I)极限长度的25°/Γ40% ;所述粘结囊(2)为封装有胶黏剂的玻璃管。2.根据权利要求1所述的能自愈合的混凝土结构体，其特征在于:单条形状记忆聚氨酯线材(I)由多根形状记忆聚氨酯线经捻绳工艺制作而成。3.根据权利要求1所述的能自愈合的混凝土结构体，其特征在于:所述胶黏剂为氯丁橡胶或聚氨酯胶。4.根据权利要求1所述的能自愈合的混凝土结构体，其特征在于:所述形状记忆聚氨酯线材(I)和粘结囊(2)的铺设方式为: 形状记忆聚氨酯线材(I)的轴向沿钢筋混凝土结构体轴向延伸，多条形状记忆聚氨酯线材(I)互相平行； 粘结囊(2)轴向与形状记忆聚氨酯线材(I)轴向平行；形状记忆聚氨酯线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘山洪，李力，夏淼，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：