超復(fù)合智能混凝土普通混凝土高強混凝土高性能混凝土多功能混凝土智能混凝土主要內(nèi)容超復(fù)合多功能混凝土概述1智能混凝土之自診斷智能混凝土2智能混凝土之自修復(fù)智能混凝土3智能混凝土之自調(diào)節(jié)智能混凝土4超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望5一、超復(fù)合多功能混凝土概述混凝土材料應(yīng)用多元化各種功能材料新成果多功能混凝土特殊功能要求減低環(huán)境負荷生態(tài)友好仿生系統(tǒng)，智能化改變混凝土自身結(jié)構(gòu)超復(fù)合一、超復(fù)合多功能混凝土概述改變混凝土自身結(jié)構(gòu)超復(fù)合多孔混凝土透水混凝土

綠化混凝土

水質(zhì)凈化混凝土大氣凈化混凝土混凝土本身作為一種復(fù)合材料再加入一種或幾種功能材料進行復(fù)合。微細觀復(fù)合化宏觀復(fù)合化基體水泥、砂漿或混凝土復(fù)合智能型組分光纖材料壓電陶瓷形狀記憶合金電流變體碳纖維高分子材料等

智能混凝土

自自自感適修知應(yīng)復(fù)

功能預(yù)報混凝土材料內(nèi)部損傷實現(xiàn)砼結(jié)構(gòu)自身安全檢測防止砼結(jié)構(gòu)潛在脆性破壞實現(xiàn)材料及結(jié)構(gòu)自動修復(fù)提高結(jié)構(gòu)安全性和耐久性應(yīng)用損傷自診斷混凝土自修復(fù)智能混凝土自調(diào)節(jié)智能混凝土溫度自控智能混凝土一、超復(fù)合多功能混凝土概述濕度自調(diào)節(jié)混凝土二、損傷自診斷智能混凝土

自診斷混凝土是指在普通砼中復(fù)合導(dǎo)電、傳感器等其它材料組分使砼本身具備自診斷和自感知功能分別利用碳纖維、光纖、壓電元件對電、光、振動等外界作用的機敏性實現(xiàn)混凝土的自診斷1.碳纖維智能混凝土＋碳纖維智能混凝土受力－電阻特點混凝土等水泥基材料短切碳纖維（具有高強度、高彈性且良好的導(dǎo)電性能）電阻內(nèi)應(yīng)力彈性受力，電阻變化率隨應(yīng)力線性增加

無損傷非彈性受力，電阻變化率隨應(yīng)力非線性增加

有損傷接近破壞荷載作用，電阻變化率隨應(yīng)力突增

斷裂破壞碳纖維混凝土應(yīng)力電阻關(guān)系碳纖維砼電阻率的變化可反映材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部處于安全、損傷、破壞各階段碳纖維砼具有自感知內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變和損傷程度的功能（即自診斷功能）工程應(yīng)用材料結(jié)構(gòu)在線損傷實時監(jiān)測1.碳纖維智能混凝土原理：光在光纖傳輸過程中，溫度、壓力等外界因素對光強度、相位、頻率、偏振態(tài)等光波量產(chǎn)生影響應(yīng)用：初始微裂紋光纖傳感器鋼筋鋼筋混凝土簡支梁將光纖傳感器埋入鋼筋砼中以測量砼微裂紋的引伸、發(fā)展規(guī)律

P2.光纖傳感智能混凝土光纖傳感智能混凝土美國Winooski的一座水電大壩的振動監(jiān)測

加拿大Calgary一雙跨公路橋內(nèi)部應(yīng)變狀態(tài)監(jiān)測

鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測用于加拿大一橋梁柱內(nèi)被侵蝕監(jiān)測用江蘇潤揚長江公路大橋長期監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)光纖傳感器2.光纖傳感智能混凝土原理1：壓電傳感器鋼筋

當(dāng)砼構(gòu)件承受動力荷載作用時，可直接埋入壓電傳感器以實時監(jiān)測砼結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化

鋼筋混凝土簡支梁放大器測量系統(tǒng)動態(tài)荷載P(t)3.壓電智能混凝土壓電傳感器鋼筋

當(dāng)砼構(gòu)件承受靜荷載、環(huán)境因素引起的砼材質(zhì)變化、各種作用導(dǎo)致砼裂縫開展等情況，利用壓電效應(yīng)或逆壓電效應(yīng)的壓電元件組成陣列，以實時監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)部的（準）靜態(tài)變化鋼筋混凝土簡支梁放大器測量系統(tǒng)靜荷載作用P聲發(fā)射聲接收3.壓電智能混凝土原理2：原理：在砼中內(nèi)置充滿粘結(jié)劑的空心纖維管、空心膠囊、多孔纖維網(wǎng)，當(dāng)纖維管等受拉破裂后，粘結(jié)劑流入砼裂縫中實現(xiàn)自愈合荷載三、自修復(fù)智能混凝土形狀記憶合金工作原理:常見的驅(qū)動功能材料

形狀記憶合金（SMA）電流變/磁流變體（ER/MR）等承載力自調(diào)節(jié)混凝土梁外荷載作用形狀記憶合金通電加熱控制系統(tǒng)當(dāng)混凝土梁受荷作用過大，控制系統(tǒng)自動通電使形狀記憶合金受熱產(chǎn)生（類似于預(yù)應(yīng)力的）回復(fù)力，從而提高梁的承載能力四、自調(diào)節(jié)智能混凝土E>0E>>0EE=0E=0(電壓為零,顆粒隨機分布于液體中)E>0(電壓大于零,顆粒排成鏈分布于液體中)E>>0(電壓遠大于零,

顆粒排成柱分布于液體中)四、自調(diào)節(jié)智能混凝土電流變液的工作機理:1、由機敏混凝土到真正的智能混凝土五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望智能材料信息處理器判斷與處理信息指令智能元件驅(qū)動材料結(jié)構(gòu)改變材料結(jié)構(gòu)的性態(tài)使材料結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境感知壓力應(yīng)力溫度電磁場腐蝕光材料因素1、由機敏混凝土到真正的智能混凝土智能材料應(yīng)具備三個基本要素：五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望感知處理驅(qū)動自修復(fù)超復(fù)合智能混凝土自感知自調(diào)節(jié)2、發(fā)展過程中需要解決的問題五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望發(fā)展結(jié)構(gòu)——智能一體化智能組件的集成化和小型化智能組件本身的疲勞性能，或者說是可重復(fù)性優(yōu)化設(shè)計實施中應(yīng)具有可行性開發(fā)智能控制材料3、碳纖維混凝土的光輝前景五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望C高強度高彈模輕質(zhì)熱敏性導(dǎo)電性應(yīng)力—電阻相關(guān)性碳纖維的優(yōu)良性能3、碳纖維混凝土的光輝前景五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望熱電效應(yīng):

溫度變化引起電阻變化(溫阻性)及碳纖維砼內(nèi)部的溫差會產(chǎn)生電位差的熱電性。可將碳纖維混凝土制成熱電偶，埋入混凝土結(jié)構(gòu)中,實現(xiàn)：監(jiān)控砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部和建筑物周圍環(huán)境的溫度分布及變化大體積混凝土的溫度自監(jiān)控有溫控和火災(zāi)預(yù)警要求的智能混凝土結(jié)構(gòu)3、碳纖維混凝土的光輝前景五、超復(fù)合智能混凝土發(fā)展展望電熱效應(yīng):利用碳纖維砼的導(dǎo)電性,對其施加電場,則在砼中產(chǎn)生熱效應(yīng)。可將碳纖維摻入砼中，制成碳纖維砼，澆入工程結(jié)構(gòu)中,實現(xiàn):

機場跑道、橋梁、道路路面等自動