天津城市建设学院学报第l6卷第1期2010年3月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVo1．16No．1Mar．2010仿生自修复混凝土梁的弯曲试验及分析成新元(海军工程大学天津校区，天津300450)摘要：制作了自密实混凝土简支梁试件，内部分别复合了含聚氨酯胶黏剂和氰凝胶黏剂的玻璃管，通过梁的三分点弯曲试验，从承载力和挠度两方面分析了两种胶黏剂梁的自修复效果，并通过试验对自修复混凝土研究急待解决的问题进行了阐述．关键词：自修复混凝土；弯曲试验；承载力；挠度；修复容器中图分类号：TU375．1文献标识码：A文章编号：1006．6853(2010)01．0021．04混凝土结构中常会出现微开裂等微观损伤，这分别放置4根和6根壁厚0．8mm，管径6mm，管长些微裂缝如不及时修复，将会影响结构的强度和耐久800film的玻璃管，管中分别储存单组分的氰凝胶黏性，并且可能发展为宏观裂缝，进而导致脆性断裂，引剂和TY一6638型聚氨酯胶黏剂，制成尺寸为120mm发严重事故．传统的事后或定时维修的修复方式不能×200mm×1200mmr的简支梁试件进行试验，玻从根本上解决这些微观损伤问题，因而需要寻找一种璃管具体位置如图2—3所示．自动地对裂纹和损伤部位进行修复的新方法]．120{仿生自修复混凝土是模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，从而使创伤部位得到愈合的机薯含胶黏能，在混凝土内部复合了含胶黏剂的修复容器，形成玻璃管的自愈合修复系统．当混凝土材料出现裂纹时，部分2小8修复容器破裂，胶黏剂流入裂缝并固化，从而实现对[2q301混凝土损伤部位的修复，图1为内置空心玻璃纤维管(a)玻璃管梯形放置修复机理示意图【2J．自修复混凝土可提高开裂部分的图2内置四根玻璃强度，增强材料延性弯曲的能力，从而提高整个混凝土结构的性能．卜』一图1玻璃纤维修复机理示意图笔者制作了自修复混凝土简支梁试件，通过三分点弯曲试验，对它们的自修复性能进行了分析．(a)玻璃管梯形放置图3内置六根玻璃管在梁中的放置模式1试验方案采用两点集中对称的分级加载方式，进行修复前以C35的自密实混凝土为梁的基材，其配合比后的两次试验，重点测量并记录梁的开裂荷载、跨中(kg／m)为水泥：粉煤灰：水：砂：石子：外加剂=挠度、裂缝宽度、胶黏剂流出情况等，试验装置如图41．000：0．866：0．540：2．667：2．833：O．022[．梁中所示，为便于控制加载大小，特别选择机械千斤顶进收稿日期：2009—09—11；修订日期：2009．11-30作者简介：成新元(1977一)，男，陕西武功人，海军工程大学天津校区讲师·22·天津城市建设学院学报2010年第l6卷第1期次试验完全相同，试验数据记录点保持一致，以方便两次试验结果的对比．试验时匀速加载，特别是接近重要记录数据时，要放慢加载速度，避免加载过量．每一级加载后宜持荷10min左右，待变形稳定后再进行准确的读数和测量．1一千斤I贞；2一压力传感器；3一分酉已梁；4一百分表；5一应变仪图4试验装置示意图2试验结果分析行手工加载．开始加载时，每级所加荷载维持在5kN，接近估计的开裂荷载时，加载幅度降至2．1从梁承载力方面分析2kN．试验进程以裂缝宽度来控制，试件出现裂缝后，氰凝胶黏剂梁在第一次试验加载时都有胶黏剂要随时观察其发展情况，用2O倍的读数显微镜测量流出，第二次试验加载时，绝大部分梁都有新裂缝出裂缝宽度，在宽度接近5mm时，加载幅度调整到现，并且修复后的裂缝在二次试验加载时，大部分都1．5kN，直至裂缝宽度达到5mm时，持荷0．5h左右，没有再次开裂，说明氰凝胶黏剂的流动性和黏接强度让胶黏剂充分渗透到裂缝中，第一次试验即结束．试较好．试验记录了氰凝胶黏剂梁承载力恢复情况，如件撤下并放置3d后，进行第二次试验，方案与第一表1所示．表1氰凝胶黏剂简支梁修复后承载力恢复情况放置的玻玻璃管放试件编号开裂荷载／第一次加载裂缝达到5mm修复后加载裂缝达到5mm承载力的恢复平均恢复璃管数／根置方式l时的荷载／kN时的荷载／kN率率／％Q——4-T——118．033-331．O93．09梯形Q-4-T-218．O34．632．894．7993．564Q-4-T-317．634．031．692．82Q-4-L-1l7．036-231．988．12菱形Q-4-L-2l7．036．635_396．4492．24Q-4-L-3l7_236．233．492．18Q-6-S-1l7-837．637．298．93三角形Q—-6—-s—