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2.6 智能自修复 修复原理 将形状记忆合金等功能元件和含有修复胶粘剂的纤维管预埋在混凝土中，从而在混凝土内部形成密集分布的自适应、自诊断、自修复网络，使其具有感知和激励功能，即能够对外界环境变化因素产生感知，自动做出适时、灵敏和恰当的响应。 同时通电激励形状记忆合金使之产生形状恢复效应， 或利用形状记忆合金弹性丝恢复时，对裂缝面施加压应力， 并且迫使裂缝合拢闭合，使混凝土挠度和变形恢复 一旦裂缝宽度超过允许的限值时， 　 纤维管破裂，修复剂流出修复裂缝 影响因素与效果 智能自修复利用修复胶粘剂对裂缝面的粘结功能和形状记 忆合金等功能元件的驱动功能，实现了混凝土自修复 形状记忆合金恢复时产生的压力，可提高修复胶粘剂 的粘结强度，从而提高修复质量。 形状记忆合金的配置量、合金的粗细、合金初始预应变值、 合金与混凝土的连结方式等因素决定了梁的变形性能 及自修复能力 形状记忆合金或聚合物都需要时间来转化，修复剂在裂缝面上 的扩散以及修复剂固化等都需要一定的时间， 因此应对形状记忆合金和修复胶粘剂的性能进行深一步的研究 本章小结 混凝土及其结构能够自动适应环境，在受到损伤后能够 自行愈合，是解决结构中的混凝土材料损伤的最佳途径 作为一种新型的功能材料，研究还不成熟，所有的裂缝自修复原理和技术尚处于实验室探索和研究阶段 不同原理的混凝土自修复技术一般仅适用于一定成因的裂缝，还没有形成系统的应用方法，在结构中的应用仍处于尝试阶段 随着人们对自修复混凝土的逐步认识和研究工作的进一步深入开展，相信在不远的将来，混凝土自修复理论和技术将会日趋成熟，使传统混凝土工业获得突破性的飞跃 自九十年代中期，国内外先后开展了功能型和智能型水泥基材 料的研究，并取得了一些有价值的成果。 如水泥基导电复合材料，水泥基磁性复合材料，能够屏蔽磁场 和电磁波的水泥基复合材料和温度自测水泥基复合材料等 本章根据修复的原理，将设计一种具有裂缝自修复行为的 内置胶囊混凝土 第3章 内置胶囊自修复混凝土 随着人类社会的高度发展，现代建筑对混凝土材料提出了新 的挑战，要求混凝土材料不仅要承重，还应具有声、光、 电、磁等功能，以适应多功能和智能建筑的需要 内置胶囊自修复混凝土 修复胶囊 内置胶囊自修复混凝土的制备 在混凝土基体中掺入内含修复胶粘剂的空心胶囊,其中装有修复剂，形成智能型仿生自愈合神经网络系统。在外界环境作用下，一旦混凝土基体开裂，管内的修复剂流出渗入裂缝，由化学作用自动实现粘合，从而抑制开裂，修复混凝土。 制备原理 内含修复剂的胶囊 事先埋藏于混凝土内 裂缝的发生使胶囊 破裂、修复剂流出 流出的修复剂 修复裂缝 修复胶囊的选择 修复胶囊应具有化学性质稳定性 修复胶囊与混凝土基体的性能匹配 　 特别是力学性能的匹配，即混凝土在设定的受力或裂缝状态下， 　 修复胶囊应达到其破坏极限，以便使内含的修复剂流出、修复裂缝 修复胶囊的数量也将影响混凝土材料的修复 太少不能形成完全修复，多了对混凝土材料的宏观性能有一定的影响 修复胶囊的几何参数，包括胶囊的直径、壁厚和长度 管径太粗、管壁太薄，基体还没有裂开，胶囊已经破损，达不到自修复的 目的。管的粗细、壁厚以及长度对混凝土的宏观性能也有一定的影响 在修复过程中，修复胶囊的选择对混凝土的自修复效果非常关键，主要表现在以下几个方面： 修复胶粘剂的选择 固化条件简单，固化速度适中，固化压力没有严格的限制 为了保证修复后的混凝土裂缝不再开裂， 胶粘剂必须具有较高的粘结强度 具有良好的流动性，能够渗入裂缝中 化学性质稳定，有较长的使用期； 耐介质、耐老化性能优良，应有50年以上的使用寿命。 要有良好的耐冻融性，以满足混凝土长期使用寿命的要求 由于受胶结工艺的限制，不能对裂隙处混凝土表面进行处理，胶层的厚度、胶层的均匀性都不能严格控制，固化的压力也不能保证等，因此，自修复混凝土对胶粘剂的使用提出了更为苛刻的要求 价格便宜，资源广泛。易于运输贮藏，环境污染少 修复胶囊分布与取向的主要影响因素 受搅拌方法、振捣方式和时间、构件尺寸、胶囊尺寸 　 等多方面因素的影响 模板的边壁效应， 由于受模板边壁的限制，胶囊只能沿某一主要方向取向 重力效应 由于振捣力和自重的作用，胶囊将不断趋向模板上部移动和集中 修复胶囊对混凝土最有效的修复状态是密集于应力大的部位 修复胶囊分布与取向的描述 胶囊在混凝土中的取向模式 修复胶囊在空间内可能取得的位置的概率 分布在 　范围内的修复胶囊数占修复胶囊总数的百分数为 修复胶囊的几何参数和体积率 修复胶囊需要有