智能透明混凝土制品及其性能研究

论文摘要

建筑节能和结构安全评定已成为世界各国共同关注的问题,发展具有绿色节能和智能感知功效于一体的新型建筑材料意义重大。本文将光导纤维(如塑料光纤和玻璃光纤)布设于混凝土中,研制开发出具有良好透光性能和应力感知特性的智能透明混凝土,并对其通光性能、应力双折射及长期耐久性能等特征进行了试验研究。本文的主要研究工作如下：首先,在介绍各种光纤的力学和透光特性的基础上,系统地研究了智能透明混凝土的制作工艺流程及其透光机理,提出了智能透明混凝土透光性能的评价方法,并深入研究了掺入光纤直径、体积配比和布设工艺对透光性能的影响。其次,理论分析了智能透明混凝土的应力双折射效应及其应力获取方法,并试验验证了该方法的可行性及有效性,对比分析了无损伤混凝土和有损伤混凝土之间的光弹效应。然后,研究了冻融循环作用下的智能透明混凝土的物理力学性能,对比分析了冻融循作用下智能透明混凝土的质量及强度损失情况。结果表明,随着掺入光导纤维的增加智能透明混凝土的强度降低,冻融循环作用对其强度影响很大。最后,试验研究了智能透明混凝土的抗渗透性能,分析了光纤与混凝土之间的界面和掺入光纤体积配比对智能透明混凝土抗渗透性能的影响。提出在不影响透光率的情况下,用薄薄的一层环氧树脂涂覆智能透明混凝土中塑料光纤两侧的表面,可以提高混凝土的抗渗透性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 智能混凝土的研究现状
• 1.2.1 碳纤维智能混凝土
• 1.2.2 光纤智能混凝土
• 1.2.3 自诊断智能混凝土
• 1.2.4 自调节智能混凝土
• 1.2.5 自修复智能混凝土
• 1.3 透明智能材料的研究现状
• 1.4 课题主要研究内容
• 第2章 智能透明混凝土的透光性能
• 2.1 引言
• 2.2 智能透明混凝土的研制与透光性能
• 2.2.1 光导纤维
• 2.2.2 智能透明混凝土研制
• 2.2.3 透光性能评价指标及其计算方法
• 2.3 智能透明混凝土的透光性能测试
• 2.3.1 试验步骤
• 2.3.2 试验结果分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 智能透明混凝土的光弹效应
• 3.1 引言
• 3.2 智能透明混凝土的光弹效应
• 3.3 智能透明混凝土光弹效应应力分析方法
• 3.4 智能透明混凝土光弹效应实验
• 3.4.1 大直径玻璃光纤的光弹效应试验
• 3.4.2 埋入混凝土内部玻璃光纤的光弹效应实验
• 3.5 本章小结
• 第4章 智能透明混凝土的抗冻融性能
• 4.1 引言
• 4.2 混凝土冻融破坏机理
• 4.3 智能混凝土的抗冻融性能试验
• 4.3.1 试验准备
• 4.3.2 试验过程
• 4.3.3 试验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 智能透明混凝土的抗渗透特性
• 5.1 引言
• 5.2 混凝土渗透机理
• 5.3 混凝土抗渗透性的评价方法
• 5.4 智能混凝土的抗渗透性能试验
• 5.4.1 试验准备
• 5.4.2 试验过程
• 5.4.3 试验结果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文与专利
• 致谢