[發(fā)明專利]用于橋梁檢測與監(jiān)控的方法及使用的復合材料

有效

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• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111995314B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 李晉;李翔;劉廣波;紀續(xù);袁凱;董旭;崔新壯
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: C04B28/02
• 分類號: C04B28/02;C08G18/48;G01M5/00;C04B111/94
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 初曉麗

本發(fā)明公開了用于橋梁檢測與監(jiān)控的方法及使用的復合材料，分別稱2?4重量份的取粉煤灰、2?4重量份異氰酸酯、2?4重量份份聚醚、0.1?0.3重量份消泡劑、0.4?1.4重量份碳纖維及15?28重量份水泥；將稱取的水泥、粉煤灰、消泡劑和異氰酸酯進行機械攪拌，使其散熱均勻后，將聚醚緩緩倒入，繼續(xù)進行攪拌一直到溫度在35℃?45℃時，用異氰酸酯的剪切分散作用確保碳纖維分布均勻；最后將碳纖維倒入，攪拌均勻后放入支護好的模板中。該復合材料含有導電性的碳纖維，可以根據(jù)橋梁所受外荷載產(chǎn)生變形引起碳纖維聚氨酯水泥復合材料電阻發(fā)生變化，通過采集電流實現(xiàn)對實體橋梁檢測與監(jiān)控的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及橋梁工程領域，具體地說是一種用于橋梁檢測與監(jiān)控的方法及使用的復合材料。

背景技術

隨著中國經(jīng)濟與社會的快速發(fā)展，人民生活水平也日益提高。居民的交通出行需求迅速增加。我國交通建設的迅速發(fā)展，交通運輸量大幅度增加，行車密度及車輛載重越來越大，這也會造成橋梁結構的損傷繼而加劇其自然老化。橋梁損傷的原因可能是人為因素，也可能是自然災害。因此對橋梁進行科學、合理、定期的檢測，有利于保證橋梁在使用過程中的穩(wěn)定性和安全性。目前，我國對橋梁工作狀態(tài)評定普遍采用荷載試驗，荷載試驗成本較高，工作量巨大，同時對設備和人員要求較高；對橋梁只能定期檢測，無法實現(xiàn)監(jiān)控的目的。

近年來碳纖維聚氨酯水泥復合材料具有耐腐蝕、密度小、成型速度快等優(yōu)點，可應用于橋梁維修與加固中。碳纖維聚氨酯水泥復合材料因含具有導電相的短切碳纖維，不僅可以改善其力學性能，還可以顯著降低電陽率，在外力作用下電阻發(fā)生變化，通過采集碳纖維聚氨酯水泥復合材料的電流變化來監(jiān)控及檢測橋梁結構的穩(wěn)定性。目前橋梁檢測業(yè)務投入大，檢測過程復雜及方法不科學，檢測數(shù)據(jù)不精確。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于橋梁檢測與監(jiān)控的方法及使用的復合材料，該檢測方法檢測過程簡單且能保證檢測數(shù)據(jù)的精確，檢測成本低，清潔環(huán)保。該復合材料含有導電性的碳纖維，可以根據(jù)橋梁所受外荷載產(chǎn)生變形引起碳纖維聚氨酯水泥復合材料電阻發(fā)生變化，通過采集電流實現(xiàn)對實體橋梁檢測與監(jiān)控的目的。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：用于橋梁檢測與監(jiān)控的復合材料，包括2-4重量份的粉煤灰、2-4重量份異氰酸酯、2-4重量份聚醚、0.1-0.3重量份消泡劑、0.4-1.4重量份碳纖維和15-28重量份水泥，具體制作步驟如下：

(1)、分別稱取粉煤灰、異氰酸酯、份聚醚、消泡劑、碳纖維及水泥；

(2)、將稱取的水泥、粉煤灰、消泡劑和異氰酸酯進行機械攪拌，使其散熱均勻后，將聚醚緩緩倒入，繼續(xù)進行攪拌一直到溫度在35℃-45℃時，用異氰酸酯的剪切分散作用確保碳纖維分布均勻；

(3)、最后將碳纖維倒入，攪拌均勻后放入支護好的模板中。

進一步，包括3重量份的粉煤灰、3重量份的異氰酸酯、3重量份的聚醚、0.2重量份的消泡劑、0.8重量份的碳纖維和21重量份的水泥，具體制作步驟如下：

(1)、用千分之一電子天平分別稱取粉煤灰，異氰酸酯，聚醚，消泡劑，碳纖維及水泥；

(2)、將稱取的水泥、粉煤灰、消泡劑、異氰酸酯進行機械攪拌，攪拌2min后使其散熱均勻后，將聚醚緩緩倒入，繼續(xù)進行攪拌3min，一直到溫度在40℃時，用異氰酸酯的剪切分散作用確保碳纖維分布均勻；

(3)、最后將碳纖維倒入，攪拌均勻后放入支護好的模板中。

使用權利1或2所述的復合材料進行橋梁檢測與監(jiān)控的方法，包括底部橋面板、碳纖維聚氨酯水泥復合材料、模板、蓄電池、電流采集器、報警裝置、碳纖維聚氨酯水泥復合材料固定裝置和橋梁支座，所述底部橋面板的底面四角處分別設有橋梁支座，所述模板設于底部橋面板頂面，所述蓄電池、電流采集器和報警裝置通過連接導線電聯(lián)；

使用步驟如下：