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智能混凝土

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作者 消息
萨勃拉曼尼亚博士
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加入日期:2008年2月21日
帖子:5524
地点:美国马里兰州盖瑟斯堡

帖子发布:2012年3月3日星期六上午6:17帖子主题:智能混凝土 回复报价

智能混凝土的需求
多年来,混凝土作为一种复合材料被广泛应用于各种类型的结构。混凝土的弱点之一是它不能承受容易引起裂缝的拉力。监测混凝土结构开裂并防止其进一步蔓延的需求很大。这些工作对关键结构的及时修复、安全和长期耐久性具有重要意义。非破坏性评估,例如将传感器附加或嵌入到结构中,已经以多种方式用于满足需求,但这些测试被认为是昂贵的。
这项技术
智能混凝土是纽约州立大学布法罗分校的Deborah D.L. Chung博士发明的。智能混凝土是用体积的0.2%至0.5%的碳纤维来增强其应变或应力的感知能力,同时仍具有良好的力学性能。




用传统的混凝土搅拌机向混凝土中加入少量短碳纤维,混凝土的电阻会随着应变或应力的增加而增加。当混凝土变形或受力时,纤维与水泥基体的接触受到影响,从而影响混凝土的体积电阻率。应变是通过测量电阻来检测的。因此,智能混凝土有能力在微小的结构缺陷变得严重之前感知到它们,这可以用于监测结构的内部状况和地震后。



此外,碳纤维的存在也控制了裂缝,这样裂缝就不会像传统混凝土那样灾难性地蔓延。

智能混凝土的一些应用包括:

  • 智能混凝土用于公路车辆称重的目的。用这种混凝土建造的高速公路可以确定每辆车的位置,以及它的重量和速度。车辆在高速公路上正常行驶时可能会称重。
  • 智能混凝土用于公路车辆称重的目的。用这种混凝土建造的高速公路可以确定每辆车的位置,以及它的重量和速度。车辆在高速公路上正常行驶时可能会称重。



的好处








  • 即使加入碳纤维,额外的材料成本也会增加30%左右,但这一费用仍然比将传感器连接或嵌入结构中要便宜得多。
  • 由于使用了碳纤维,智能混凝土比传统混凝土更坚固。
  • 智能混凝土弯曲需要更大的力,在断裂前吸收更多的能量。
  • 监控可以是实时和持续的工作。
状态
Deborah Chung博士已经为这项技术申请了专利,并对潜在的应用进行了几项进一步的研究和测试,例如使用智能混凝土为移动车辆称重的实验室测试。关于这项技术的几篇论文已经在一些期刊和杂志上发表。半岛登陆网址
参考文献

  1. “在地震中,智能混凝土可能比传统材料表现更好”,布法罗大学新闻,1994年1月26日。
  2. 陈普伟、钟德立,“碳纤维增强混凝土在静、动荷载下的内在智能性能评估”,土木工程学报。J. 93(4), 341-350(1996)。
  3. “智能混凝土将决定卡车在高速公路上行驶时的重量”,布法罗大学新闻,1999年5月19日。
注意:其他研究人员也开发了类似的自我修复和修复混凝土!
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