CN116352850A - 一种基于自修复混凝土的裂缝制作装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于自修复混凝土的裂缝制作装置与方法，所述装置包括试件模具和预埋件，预埋件包括接枝淀粉高分子材料与镍片，接枝淀粉高分子材料有着吸水膨胀的性质，在制作自修复混凝土试件时，将接枝淀粉高分子材料附着在长条镍片表面预埋在自修复混凝土试件的表层上，在试件达到规定的养护时间后，破坏接枝淀粉高分子材料后取出长条镍片后在试件表面留下一个预制的缺陷，通过改变钢针的直径来制备需要宽度的裂缝。预埋件的形状可以根据需要改变，该装置适于制备各种裂缝形状、宽度，所制得的裂缝不是传统的平滑裂缝面，而是适应于工程的自然裂缝，试件制备的裂缝清晰，预埋件不影响力学性能。

Description

一种基于自修复混凝土的裂缝制作装置与方法
技术领域
本发明涉及一种裂缝制作装置与方法，特别涉及一种基于自修复混凝土的裂缝制作装置与方法。
背景技术
水泥混凝土是建筑工程所需的最大宗材料之一，混凝土是一种非常坚固的建筑材料，如果在适当的条件下正确施工，混凝土结构可以很容易地持续50到100年甚至更长的时间。然而在大多数情况下，时间、风、雨和地球地壳的变化会开始在混凝土中形成裂缝，这些裂缝使得空气、水、侵蚀离子等进去混凝土内部，慢慢腐蚀钢筋，而钢筋在混凝土结构中起到加固作用，当钢筋被侵蚀到一定程度后，最终会使得结构崩溃。目前，随着自修复混凝土技术的发展，已经有以微胶囊自修复混凝土、聚合物自修复混凝土、微生物自修复混凝土等，但不同种类的自修复混凝土的自修复功能存在着很大的差异，因此则需要制作不同尺寸、形状的裂缝来测量其修复能力。现有的裂缝制作技术存在着很多缺陷，如裂缝面过于平滑不符合实际情况；运用撞击制作裂缝，裂缝的宽度与形状无法控制；试样受撞击后可能力学性能发生改变等问题。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种便于控制裂缝形状与宽度的基于自修复混凝土的裂缝制作装置与方法；本发明的另一目的在于提供一种基于所述装置进行裂缝制作的方法。
技术方案：本发明所述的基于自修复混凝土的裂缝制作装置，包括试件模具和预埋件，所述试件模具是用于自修复混凝土成型的腔体，所述预埋件包括镍片和附着在镍片表面的接枝淀粉高分子材料，预埋件可拆除地预埋在自修复混凝土的表面，用于试件的裂缝制作。
进一步地，试件模具的尺寸是
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或者是/>
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的圆柱形状。进一步地，预埋件中接枝淀粉高分子材料为接枝淀粉丙烯腈共聚物或者为高吸水性树脂；接枝淀粉高分子材料有着吸水膨胀的性质，在制作自修复混凝土试件时，将接枝淀粉高分子材料附着在长条镍片表面预埋在自修复混凝土试件的表层上，在试件达到规定的养护时间后，破坏接枝淀粉高分子材料后取出长条镍片后在试件表面留下一个预制的缺陷，通过改变钢针的直径来制备需要宽度的裂缝。
进一步地，长条形镍片附着体的厚度在0.1～0.5mm，长度在80～100mm，宽度为1～2mm，并且镍条可以根据要求改变其形状。
进一步地，长条形镍片附着体两端距离试件边缘在0～10mm，预埋件深度需要小于2mm。
所述基于自修复混凝土的裂缝制作方法，应用于上述任一所述的装置，制作步骤如下：
(1)将接枝淀粉高分子材料附着在长条镍片表面，向上面喷洒水使其膨胀附着在长条镍片上；
(2)向试件模具中填充自修复混凝土，并将预埋件预埋其中；
(3)完成上述浇筑后，对其进行规定时间的养护；
(4)养护完成后，破坏接枝淀粉高分子材料后取出预埋件，在混凝土表面形成缺陷用于制作裂缝。
进一步地，向所述模具中浇筑自修复混凝土，在所述自修复混凝土固化前插入预埋件。
进一步地，所述自修复混凝土所使用的修复材料为微生物协同双金属矿物修复载体或其它微生物修复载体。
进一步地，步骤(4)中所述制作裂缝时选用不同直径的钢针沿着预制出来的缺陷制作所设计的裂缝。
进一步地，所述钢针的直径为0.5～1.0mm。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)基于所述装置和方法制造出的自修复混凝土裂缝的形状与宽度具有可调节性，裂缝清晰；通过改变预埋件中长条镍片附着体的形状，来改变试件表面缺陷的形状，并且还可以来调节钢针的直径改变所制作的裂缝形状与宽度；(2)使用的装置与模具操作简单，属于常见材料，加工方便。预埋件在成型前后的预埋与取出都十分简便，且预埋件的取出不会影响到混凝土的任何性能，接枝淀粉丙烯晴共聚物或者高吸水性树脂材料价格便宜；(3)利用所述方法制造出的裂缝，不是传统方法制备的平滑裂缝面，而是适应于工程的自然裂缝，试件制备的裂缝清晰。
附图说明
图1为本发明的裂缝制作装置结构示意图；
图2为预埋件的结构示意图；
图3为在自修复混凝土中制备出表面缺陷图；
图4为用钢针在缺陷区裂缝制备示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明所述的裂缝制作装置如图1所示，图1中的附图标记为：1.预埋件；2.试件模具；3.长条镍片附着体；4.接枝淀粉高分子材料；5.缺陷；6.钢针；7.裂缝。
该装置包括试件模具2和预埋件1，所述试件模具1是用于自修复混凝土成型的腔体，所述预埋件1表面附着接枝淀粉丙烯酰胺，预埋件1可拆除地预埋在自修复混凝土的表面，用于试件的裂缝制作。预埋件为长条镍片附着体3，镍片的厚度为0.1～0.5mm，长度为80～100mm，宽度为1～2mm，镍片两端距离试件边缘0～10mm，预埋件预埋深度小于2mm。
基于上述装置制作裂缝发方法，步骤如下：
(1)将接枝淀粉丙烯酰胺附着在镍片表面，向上面喷洒水使其膨胀附着在长条镍片上；
(2)向试件模具中填充自修复混凝土，并将预埋件预埋其中；
(3)完成上述浇筑后，对其进行规定时间的养护；
(4)养护完成后，破坏接枝淀粉高分子材料4后取出预埋件1，在混凝土表面形成缺陷5，选用不同直径的钢针6沿着预制出来的缺陷制作所设计的裂缝7，钢针6的直径在0.5～1.0mm。

Claims (8)

1.一种基于自修复混凝土的裂缝制作装置，其特征在于，包括试件模具和预埋件，所述试件模具是用于自修复混凝土成型的腔体，所述预埋件包括镍片和附着在镍片表面的接枝淀粉高分子材料，预埋件可拆除地预埋在自修复混凝土的表面，用于试件的裂缝制作。
2.根据权利要求1所述的裂缝制作装置，其特征在于：所述接枝淀粉高分子材料为接枝淀粉丙烯腈共聚物或者高吸水性树脂。
3.根据权利要求1所述的裂缝制作装置，其特征在于：所述镍片的厚度为0.1～0.5mm，长度为80～100mm，宽度为1～2mm。
4.根据权利要求1所述的裂缝制作装置，其特征在于：所述镍片两端距离试件边缘在0～10mm，预埋件深度小于2mm。
5.一种基于权利要求1-4任一所述装置的裂缝制作方法，其特征在于：步骤如下：
(1)将接枝淀粉高分子材料附着在镍片表面，向上面喷洒水使其膨胀附着在长条镍片上；
(2)向试件模具中填充自修复混凝土，并将预埋件预埋其中；
(3)完成上述浇筑后，对其进行规定时间的养护；
(4)养护完成后，破坏接枝淀粉高分子材料后取出预埋件，在混凝土表面形成缺陷用于制作裂缝。
6.根据权利要求5所述的裂缝制作方法，其特征在于：所述自修复混凝土所使用的修复材料为微生物协同双金属矿物修复载体或其它微生物修复载体。
7.根据权利要求5所述的裂缝制作方法，其特征在于：步骤(4)中所述制作裂缝时采用钢针沿着预制出来的缺陷制作所设计的裂缝。
8.根据权利要求7所述的裂缝制作方法，其特征在于：所述钢针的直径为0.5～1.0mm。
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