[發(fā)明專利]一種自修復(fù)水泥基材料試件裂縫制作方法

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• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111157307A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅勉;荊康;白鏡泉;丁子奇
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明公開了一種自修復(fù)水泥基材料試件裂縫制作方法，其步驟為：成型圓柱體水泥基材料試件，成型時(shí)在試件中添加聚丙烯纖維，室溫養(yǎng)護(hù)1d后脫模；該試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，取出用不銹鋼喉箍沿著試件側(cè)面將試件包裹；用壓力試驗(yàn)機(jī)的上壓板和下壓板將試件側(cè)面固定，設(shè)定加載速度加壓至試件出現(xiàn)裂縫，立即停止加載，通過調(diào)節(jié)喉箍的松緊程度控制裂縫的寬度。本發(fā)明提供的制作方法操作簡單，可以在保證試件完整的前提下快速有效的形成一條連續(xù)貫通的裂縫，且裂縫寬度可控，裂縫形態(tài)與工程實(shí)際情況相符，同時(shí)可拆卸的不銹鋼喉箍安裝方便快捷也可循環(huán)使用，可以很好滿足自修復(fù)水泥基材料裂縫自修復(fù)效果表征試驗(yàn)研究需求，確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程材料領(lǐng)域，特別涉及一種自修復(fù)水泥基材料試件裂縫制作方法。

背景技術(shù)

混凝土結(jié)構(gòu)的開裂現(xiàn)象是整個(gè)土木工程領(lǐng)域普遍的技術(shù)難題。裂縫的出現(xiàn)為侵蝕性介質(zhì)傳輸提供便利通道，從而嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)功能性和耐久性，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此，裂縫的修復(fù)技術(shù)一直以來都是學(xué)術(shù)界和工程界研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。傳統(tǒng)裂縫修復(fù)方式主要是人工修復(fù)，不僅耗時(shí)耗力，而且部分裂縫由于檢測困難而無法及時(shí)修復(fù)。受自然界有機(jī)生物體損傷自修復(fù)現(xiàn)象的啟發(fā)，近年來研究者提出了多種水泥基材料裂縫仿生自修復(fù)方式。

評價(jià)水泥基材料裂縫自修復(fù)性能之前，需要在完好的水泥基材料試件上制作出符合試驗(yàn)要求的裂縫。現(xiàn)有文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，水泥基材料的自修復(fù)能力僅能修復(fù)寬度較小的裂縫。因此，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制好試件裂縫寬度，且制作出的裂縫形態(tài)應(yīng)盡量與工程實(shí)際情況相符。目前，制作裂縫的方法主要有壓制法、預(yù)制法、拼接法和干縮法。壓制法就是將養(yǎng)護(hù)好的試件放到壓力機(jī)下，不斷施加均布荷載，隨著荷載的增大試件表面會產(chǎn)生肉眼可見的裂縫。該方法能夠很好的在試樣表面形成大量的裂縫，裂縫和真實(shí)水泥基材料開裂的形態(tài)相似，而且制作比較簡單，但是在加載的過程中很難控制裂縫的開裂寬度和長度，寬度和長度均具有隨機(jī)性，很難壓制出寬度均勻的裂縫，不利于研究。預(yù)制法就是在試件成型過程中，當(dāng)水泥還未完全水化時(shí)，將不同厚度的金屬片插到試樣中，然后在終凝之前拔出，會在試樣中產(chǎn)生不同寬度的裂縫，裂縫的寬度和金屬片的厚度相同，裂縫的長度和金屬片長度相同，裂縫的深度和金屬片埋入試樣的深度相同。該方法能夠很好的控制裂縫的寬度、長度和深度，而且方法簡單，但是制作出的裂縫形態(tài)與實(shí)際工程不符，且裂縫表面較光滑。拼接法就是將水泥基材料試件折斷，然后通過膠帶拼接在一起，拼接時(shí)在兩斷面間插入一定寬度的薄片，該方法制作出的裂縫形貌接近真實(shí)裂縫形貌，但是制作工藝太復(fù)雜，可重復(fù)性不是很好，且裂縫寬度不好控制。干縮法就是利用水泥基材料的干燥收縮來產(chǎn)生裂縫，該方法的優(yōu)點(diǎn)是裂縫制作簡單，產(chǎn)生的裂縫和自然狀態(tài)下產(chǎn)生的裂縫形態(tài)相似，但是裂縫寬度很難控制，具有隨機(jī)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有水泥基材料試件裂縫制作存在的缺點(diǎn)，提供一種操作簡便，裂縫寬度可控，裂縫形態(tài)與工程實(shí)際情況相符的自修復(fù)水泥基材料試件裂縫制作方法，以滿足自修復(fù)水泥基材料裂縫自修復(fù)效果表征試驗(yàn)研究需求，確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種自修復(fù)水泥基材料試件裂縫制作方法，包括以下步驟：

（1）成型圓柱體狀的水泥基材料試件，成型時(shí)在試件中添加一定量聚丙烯纖維，以保持試件的完整性以及有效限制裂縫寬度，室溫養(yǎng)護(hù)1d后脫模；

（2）脫模后的試件置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，取出后用不銹鋼喉箍沿著試件側(cè)面將試件包裹；

（3）用全自動壓力試驗(yàn)機(jī)的上壓板和下壓板將試件側(cè)面固定，設(shè)定加載速度加壓至試件出現(xiàn)裂縫，立即停止加載，取下試件，通過調(diào)節(jié)試件側(cè)面不銹鋼喉箍的松緊程度控制裂縫的寬度。

較佳的，水泥基材料包括水泥凈漿、砂漿或混凝土。

較佳的，水泥基材料試件底面直徑為50-100mm，高為10-100mm。