水環(huán)境下機敏混凝土導(dǎo)電機理和裂縫智能診斷研究

由于受到水的侵蝕和材料老化的影響，水下混凝土結(jié)構(gòu)的性能劣化速度較快。對水下混凝土結(jié)構(gòu)的檢測、評估和加固是掌握其使用性能，延長其使用壽命的重要措施。目前，對水下混凝土檢測普遍采用超聲波法、水下影像法等方法，成本昂貴，且只能檢測到結(jié)構(gòu)表面的病害情況。機敏混凝土作為一種具有自檢測能力的混凝土材料，在增強了材料的性能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了無需外加任何傳感器的自檢測，并且其機敏性能夠反映材料內(nèi)部的損傷，所以將機敏混凝土引入到水下混凝土結(jié)構(gòu)中，既能起到增強其使用性能，又能降低檢測成本，提高檢測精度，實現(xiàn)材料的實時自檢測。本項目主要是為水下混凝土工程引入機敏混凝土做探索工作，主要研究在水環(huán)境下機敏混凝土的壓力水滲流模型、導(dǎo)電滲流模型及其力電耦合模型，裂縫對壓力水和導(dǎo)電滲流路徑的影響。結(jié)合現(xiàn)場實驗驗證研究成果。結(jié)此課題的研究將實現(xiàn)混凝土領(lǐng)域的突破與創(chuàng)新，且對我國水下混凝土工程的監(jiān)控技術(shù)發(fā)展具有重要的實用意義。 2100433B

本項目選擇鋼渣作為導(dǎo)電相材料，以鋼渣取代普通混凝土中的粗、細骨料以及摻和料制備具有機敏特性的混凝土，重點研究鋼渣的排放與冷卻工藝、鋼渣的化學(xué)組成和礦物組成對鋼渣混凝土的導(dǎo)電性、壓敏和溫敏等機敏特性的影響規(guī)律及其機理，同時研究鋼渣機敏混凝土的力學(xué)性能及電熱特性。通過調(diào)整鋼渣的排放與冷卻工藝，使其更適合于配制導(dǎo)電、機敏混凝土，并研究鋼渣混凝土的導(dǎo)電性與機敏性隨環(huán)境和應(yīng)力的變化規(guī)律。.鋼渣機敏混凝土是一種集承載性與導(dǎo)電、壓敏和溫敏特性為一體、高性能價格比的新型建筑材料，對我國冶金、建材工業(yè)所面臨的資源、能源、環(huán)境等嚴峻形勢的改善，具有重要的意義。 2100433B

用形狀記憶合金SMA作為驅(qū)動元件，實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)變形、預(yù)應(yīng)力狀態(tài)及裂縫的主動控制，可能引起土木工程新的技術(shù)革命，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。形狀記憶合金SMA具有獨特的形狀記憶性能和相變超彈性。本項目探索如何利用SMA的形狀記憶性能，實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的智能預(yù)應(yīng)力及裂縫的智能控制，研究SMA在混凝土基體約束下的相變規(guī)律及其本構(gòu)模型，揭示SMA與混凝土間的相互作用機理及傳力機制，研究SMA對混凝土結(jié)構(gòu)的驅(qū)動效率、影響驅(qū)動效應(yīng)的主要因素，建立分析驅(qū)動效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型及智能控制系統(tǒng)。探索利用SMA的相變超彈性發(fā)展智能隔震器的可行性，研究SMA智能隔震器的能量吸收和阻尼隔震性能。 2100433B