智能混凝土的研究现状和发展趋势科技论文写作

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1、题目:智能混凝土的研究现状和发展现状院系：土木建筑学院专业班级：建筑与土木工程学号：2014200219学生姓名：苏恒宇指导教师：李栋伟2014年12月31日10智能混凝土的研究现状与发展趋势引言2012年3月初，据来自国内外媒体的信息，伊朗已经研制出被称为“智能混凝土”的世界最强混凝土，可抵御地震，也可抵钻地炸弹。这种“智能混凝土”又名“超高性能混凝土”（UHPC），它比其他形式的混凝土能抵抗更大的压迫，也比传统混凝土更柔韧和耐用。由于身处地震带，因此伊朗工程师们研发出了一些世界上强度最高的建筑材料。这

2、些建材可以用来保护秘密核设施抵御碉堡克星炸弹的攻击，这种炸弹的威力相当于小型地震。美国认为现有的穿地炸弹无力对付伊朗的地底核设施，其中一个原因固然是伊朗在深入地底近百米之处兴建设施，另一个原因是伊朗近年大力发展超级混凝土，能大大削弱美国穿地炸弹的威胁。“环球安全”网站的资料显示，穿地炸弹能穿透5000psi的混凝土达60米深，但当混凝土的抗压强度达1万psi时，穿地炸弹只能钻地8米。令美国忧虑的是，伊朗德黑兰大学已能制出强度达5万至6万psi的“超级混凝土”，比抗压强度达3万psi的全球最坚固岩石花岗石更

3、稳固。 具体定义智能材料，指的是“能感知环境条件，做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，10自动作出适时。灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性

4、。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合，缺一不可，以的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现；为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。智能混凝土的基本原料和普通的混凝土一样，都是沙子和水泥。但智能混凝土中还配有石英砂及各种加固材料和纤维。这种石英砂不同于其他大量混有沙子的石英砂，纯度高达100%。根据这个特点，伊朗的土木工程师把UHPC应用到从修建水坝到铺设污水管的各各领域，并且不断

5、地完善其应用技术。哈马丹布-阿里大学的穆哈穆德·尼力教授在智能混凝土中配入了聚丙烯纤维和石英粉，使其韧性大大提高，抗爆能力比普通混凝土高出数倍。卢合拉·阿里扎德的改进更加完善。使用纳米粒子可以改变混凝土内部结构。萨韦省伊斯兰阿萨德大学阿里·纳扎里教授及其同事发表了多篇论文，研究使用各种氧化金属纳米粒子改变混凝土内部结构的方法。他们使用过氧化铁，氧化铝，氧化锆，氧化钛及氧化铜。材料经过纳米粒子处理后会呈现出极佳的属性。尽管只有几件小样品呈现出了这种属性，但至少证明了这个方法这是可行的。使用这样的纳米粒子，有

6、望制造出比拉法基混凝土强度高出四倍的混凝土。分类1.1损伤自诊断混凝土　　自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具10备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。目前主要有2种研究比较热门的损伤自诊断混凝土：碳纤维智能混凝土、光纤传感智能混凝土。　　1.2自调节智能混凝土　　自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外，人们还希望它

7、在受台风、地震等灾害期间，能够调整承载能力和减缓结构振动，但因混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（SMA）和电流变体（ER）等。形状记忆合金具有形状记忆效应（SME），若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形，当加热至少许超过相变温度，即可使原先出现的残余变形消失，并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金，利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能，在混凝土结构受到异常荷载于扰时，通过记忆合金形状的变化，使混凝土结构内部应力重

8、分布并产生一定的预应力，从而提高混凝土结构的承载力。　　有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求，如各类展览馆、博物馆及美术馆等，为实现稳定的湿度控制，往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等，其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测，并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为：沸石中的硅酸钙含有（3-9）X10-