CN111663478A - 一种自修复混凝土防撞墙 - Google Patents

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周军勇
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章敏
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谢柱坚
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Abstract

本发明涉及一种自修复混凝土防撞墙，包括防撞块、安装在防撞块内的自修复组件；自修复组件包括玻璃管、位于玻璃管内的聚氨酯修复剂、安装在玻璃管上的传感器；传感器内设有电流发生器，传感器与电流发生器信号连接，电流发生器的输出端与玻璃管连接，玻璃管上设有注剂口和环氧树脂，环氧树脂位于注剂口处且环氧树脂与玻璃管形成一个封闭腔，聚氨酯修复剂从注剂口处的环氧树脂注入封闭腔内。本发明的防撞墙能在损坏的时候进行自行修复，延长防撞墙的使用寿命和减少防撞墙的维护成本，属于防撞墙的技术领域。

Description

一种自修复混凝土防撞墙
技术领域
本发明涉及防撞墙的技术领域，尤其涉及一种自修复混凝土防撞墙。
背景技术
目前国内许多公路桥梁防撞墙结构特别是公路桥梁防撞墙由于设计的问题、养护不当等原因，大部分公路桥梁防撞墙的混凝土出现局部开裂、钢筋锈蚀、网裂等病害，严重影响了行车安全及防撞墙正常使用的要求。因此对公路桥梁防撞使用一种有效、智能、修复效果好的的高新材料与新型修复技术具有重要意义。
传统公路桥梁防撞墙结构常采用钢板外贴加固技术、填充混凝土、钢锚栓加固、预应力加固等方法，但存在材料自重大大、粘接性能差、裂缝修复不及时等的问题。当防撞墙由于各种外界因素影响下，混凝土会出现剥落破坏、局部裂缝等导致钢筋锈蚀等，大大降低了防撞墙的使用效果以及行车安全。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种自修复混凝土防撞墙，本发明的防撞墙能在出现损坏的时候进行自行修复，延长防撞墙的使用寿命和减少防撞墙的维护成本。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自修复混凝土防撞墙，包括防撞块、安装在防撞块内的自修复组件；自修复组件包括玻璃管、位于玻璃管内的聚氨酯修复剂、安装在玻璃管上的传感器；传感器内设有电流发生器，传感器与电流发生器信号连接，电流发生器的输出端与玻璃管连接。防撞块被撞击出现裂缝的时候，传感器感应到撞击后使得电流发生器发出集中电流击碎玻璃管，玻璃管内的聚氨酯修复剂流出，聚氨酯修复剂在裂缝的毛细上升作用下，使得聚氨酯粘接剂不断充满裂缝。
进一步的是：玻璃管上设有注剂口和环氧树脂，环氧树脂位于注剂口处且环氧树脂与玻璃管形成一个封闭腔，聚氨酯修复剂从注剂口处的环氧树脂注入封闭腔内。聚氨酯修复剂通过注射器从注剂口处注射进玻璃管内。
进一步的是：防撞块的材料为混凝土，自修复组件有若干个，若干个自修复组件在防撞块内的水平方向和竖直方向均匀分布。使得防撞块在任何地方出现的裂缝都能得到聚氨酯修复剂的填充，修复效率更高。
进一步的是：玻璃管呈圆管状，玻璃管的两端为半球状，注剂口和环氧树脂均位于玻璃管的其中一端，传感器位于玻璃管的中部。电流发生器是集成在传感器内的，传感器位于玻璃管的中部可以使得感应器对玻璃管两端的感应灵敏度相同。
进一步的是：传感器通过环氧树脂与玻璃管的外壁粘合，传感器可以从玻璃管上分离，传感器可以回收重复利用。
进一步的是：传感器为微型传感器，便于安装在防撞块内，又不影响防撞块的混凝土含量和密度。
总的说来，本发明具有如下优点：
在公路桥梁防撞墙的日常使用中，经常由于裂缝以及混凝土破损的原因导致防撞墙无法正常使用，本防撞墙可以有效的解决的防撞墙在裂缝出现的时候及时修补，防止二次危害的发生。本防撞墙可无需人为进行修补，特别在高速公路桥梁段，人为修补桥梁的防撞墙存在一定的危险，自修复混凝土防撞墙可避免修补过程中的危害发生。自修复混凝土防撞墙虽然初期投入费用较普通防撞墙要贵，但其可持续使用的能力却是普通混凝土防撞墙所无法比拟的。特别在后期维护修补过程中可极大的减少人工修补费用以及加固费用。聚氨酯是国家大力体长的绿色材料，其对环境的危害小，且聚氨酯修复剂具有良好的防腐蚀、防渗水的作用的同时具有很好的吸能抗冲击性能，投入到传统混凝土防撞墙中使用非常贴合，即保留了传统防撞墙的特点，又具有自修复、防腐蚀、防渗水、寿命长等特点。本自修复混凝土防撞墙从根本上颠覆了普通防撞墙的维修加固方式，是一种具有极高潜力的修复工艺，其具有潜在的社会价值、环境价值、经济价值非常高。
附图说明
图1是本自修复混凝土防撞墙的结构示意图。
图2是自修复组件的结构示意图。
图3是图2中A处的放大视图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：
1为防撞块，2为自修复组件，3为玻璃管，4为传感器，5为环氧树脂，6为裂缝，7为聚氨酯修复剂，8为注剂口，9为注射器。
结合图1、图2、图3所示，一种自修复混凝土防撞墙，包括防撞块、安装在防撞块内的自修复组件；自修复组件包括玻璃管、位于玻璃管内的聚氨酯修复剂、安装在玻璃管上的传感器；玻璃管是密闭的，管槽里面装有聚氨酯修复剂。传感器安装在玻璃管的外壁上，传感器内设有电流发生器，传感器与电流发生器信号连接，电流发生器的输出端与玻璃管连接。传感器能够感应防撞块是否出现裂缝，传感器可以把防撞块出现裂缝的信号传给它内部的电流发生器，电流发生器向玻璃管发出集中电流，集中电流使得玻璃管破裂，最后玻璃管内的聚氨酯修复剂会流出渗透到裂缝内对裂缝进行填充修复。
防撞块的构造与传统的防撞块相似，防撞块的材料为混凝土，可以加入钢筋等材料，自修复组件安装在防撞块的里面。自修复组件有若干个，若干个自修复组件在防撞块内的水平方向和竖直方向均匀分布，防撞块的水平平面内和竖直平面内都均匀分布有自修复组件，当防撞块的某处出现裂缝的时候，该处附近的自修复组件的传感器会感应到防撞块的微小形变，从而将信号传递给电流发生器，使得离裂缝最近的玻璃管能够破裂，聚氨酯修复剂流向裂缝。
玻璃管上设有注剂口和环氧树脂，环氧树脂位于注剂口处且环氧树脂与玻璃管形成一个封闭腔，聚氨酯修复剂从注剂口处的环氧树脂注入封闭腔内。首先在玻璃管上开一个比注射器的针头稍大的注剂口，以便注入聚氨酯修复剂，在聚氨酯修复剂完全注入完毕后，利用环氧树脂将玻璃管的注剂口完全封闭，将传感器使用环氧树脂或者其他胶粘剂附着在玻璃管的外壁面上。注入聚氨酯修复剂这个过程在量产的生产过程中可利用自动化机械设备代替人工注入聚氨酯修复剂。将注射有聚氨酯修复剂的玻璃管在室温25℃的条件下采用密封包装的形式储备好，在浇筑混凝土防撞块时放入防撞块内即可使用。防撞块的浇筑方式与传统防撞块浇筑方式类似，不同的是本申请的防撞块在浇筑过程中需要在混凝土未凝固时均匀投入充满聚氨酯修复剂的玻璃管，在投入该玻璃管时需要注意投放，由于玻璃管属于脆性材料，在与混凝土骨料间发生碰撞时会出现损坏问题，故在投放时尽量注意投放力度。
玻璃管呈圆管状，玻璃管的两端为半球状，半球状圆滑没有边角，避免了玻璃管放置在混凝土防撞块里面的时候因为出现摩擦碰撞而造成损坏。注剂口和环氧树脂均位于玻璃管的其中一端(位于半球状处)，便于聚氨酯修复剂的注射。传感器位于玻璃管的中部，使得电流发生器击碎玻璃管的时候电流从中间向两边流动，提高电流击碎玻璃管的效率。
传感器通过环氧树脂与玻璃管的外壁粘合，便于传感器可以紧贴玻璃管的同时，在玻璃管碎了以后，传感器还可以回收重复利用。传感器为微型传感器，便于安装在防撞块内。
本自修复混凝土防撞墙的工作原理：由于混凝土发生开裂后，裂缝作用下会出现应力集中，在传感器读取到混凝土出现开裂的信息的情况下，传感器内设的电流发生器会激发集中电流击破玻璃管壁面，使得玻璃管发生破裂。当防撞块的混凝土出现微观裂缝时，防撞墙的强度会下降，此时，离裂缝最近的自修复组件上的传感器(出现裂缝时候混凝土防撞块会发生微小变形)会感应到裂缝的出现，然后传感器发出信号使得电流发生器对玻璃管发出集中电流，最后集中电流击碎玻璃管。聚氨酯修复剂在裂缝的毛细上升作用下，玻璃管内的聚氨酯修复剂流出并慢慢渗透充满附近裂缝。聚氨酯修复剂可以有效的避免裂缝由微观向宏观恶化，即当混凝土出现微小裂缝时，聚氨酯修复剂可以及时在非人为的情况下进行修补，可以有效的避免裂缝的开展。公路桥梁防撞墙由于裂缝的出现使得承受荷载的能力降低，使用聚氨酯修复剂可以使得修复后的混凝土还保持一定的承载能力并且满足规范要求，聚氨酯充满混凝土裂缝后，由于聚氨酯具有优异的粘接性能以及一定的强度，从而使得防撞墙得以修复，且强度有相应的提高。传统的混凝土加固或者修复技术无法修补防撞墙内部裂缝，但是采用聚氨酯修复剂修复防撞墙，可以有效的修复防撞墙内部裂缝，并且修复后由于采用高聚合物作为修复剂使得混凝土与骨料(包括混凝土内的钢筋等)之间咬合更加紧密。当防撞块不可修复变成完全失效后，即防撞块里面的所有玻璃管内的聚氨酯修复剂都已经使用完，此时可以将防撞块内的传感器回收安装到其他的玻璃管上，实现重复利用，降低防撞墙的制造成本。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：包括防撞块、安装在防撞块内的自修复组件；自修复组件包括玻璃管、位于玻璃管内的聚氨酯修复剂、安装在玻璃管上的传感器；传感器内设有电流发生器，传感器与电流发生器信号连接，电流发生器的输出端与玻璃管连接。
2.按照权利要求1所述的一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：玻璃管上设有注剂口和环氧树脂，环氧树脂位于注剂口处且环氧树脂与玻璃管形成一个封闭腔，聚氨酯修复剂从注剂口处的环氧树脂注入封闭腔内。
3.按照权利要求1所述的一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：防撞块的材料为混凝土，自修复组件有若干个，若干个自修复组件在防撞块内的水平方向和竖直方向均匀分布。
4.按照权利要求2所述的一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：玻璃管呈圆管状，玻璃管的两端为半球状，注剂口和环氧树脂均位于玻璃管的其中一端，传感器位于玻璃管的中部。
5.按照权利要求4所述的一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：传感器通过环氧树脂与玻璃管的外壁粘合。
6.按照权利要求1所述的一种自修复混凝土防撞墙，其特征在于：传感器为微型传感器。
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