专利名称：一种机敏混凝土的利记博彩app
技术领域：
本发明属于混凝土技术领域，特别涉及机敏混凝土材料技术。
背景技术：
混凝土因具有强度高、承载能力强、耐久性好，其原材料(如水泥、水、骨料等)价廉易得，又易于成型为各种大小尺寸及形状的构件等特点，是土木工程领域使用最广泛的建筑材料。但是，混凝土工程结构由于结构体型巨大、结构材料粗糙，使用中在各种荷载和偶然因素的作用下会产生应力和变形，过大的应力和变形将使混凝土工程结构产生损伤甚至破坏，给国家财产和人民生命安全带来巨大的损失。特别是对众多大型土木建筑结构，如高耸建筑、大跨房屋及桥梁、水利大坝、核电站等，一旦发生破坏，其后果不堪设想。因此，对混凝土工程结构进行无损监测，是各国工程界特别关注的问题。尤其是对重大土木工程建筑的混凝土工程结构的内部应力、变形和裂缝等进行实时在线自诊断和自监测，以便及时发现隐患，及时采取措施补救，避免混凝土工程结构在使用过程中发生灾难性破坏，具有十分重要的意义。
目前，对混凝土工程结构进行内部应力、变形和裂缝自诊断和自监测的方法，主要是在混凝土工程结构中埋设机敏混凝土试件，通过机敏混凝土试件对混凝土工程结构进行实时在线无损监测。现有的机敏混凝土目前有两类一类是非本征型机敏混凝土，通常在混凝土工程结构内预埋传感器如光纤、压电陶瓷等进行监测。但是，在混凝土工程结构的内部预埋传感器存在诸如传感器与混凝土的界面相容性、传感器在混凝土内的耐久性以及因埋设传感器引起应力集中而降低混凝土工程结构的力学性能等缺陷。另一类是本征型机敏混凝土，主要是依靠机敏混凝土材料的组分或结构变化产生的信号进行机敏混凝土的机敏特性的诊断，从而实现对混凝土工程结构的无损监测。例如，现有的本征型机敏混凝土主要为碳纤维机敏混凝土，是在普通混凝土中掺入短切碳纤维，制成监测用的碳纤维机敏混凝土试块，埋设在混凝土工程结构中，由于试块中的短切碳纤维是导电体，而普通混凝土是电的不良导体，故试块具有一定电阻率，通过测试其压应力与电阻率的变化规律，就可对混凝土工程结构内部的应力变化、应变状况及疲劳损伤进行监测。但是，碳纤维价格昂贵且在混凝土中难以均匀分散，故测量的稳定性和灵敏性差，其电阻率的变化只有20％左右；并且当短切碳纤维掺量大时将显著降低混凝土工程结构的强度。因此，在实际工程中难以推广应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有本征型机敏混凝土的不足之处，新提供一种机敏混凝土，具有良好的应力敏感性、较高的力学强度、造价低廉、经济实用等特点，制造工艺简单，便于推广应用，是保证混凝土工程结构安全使用，提高使用寿命的、理想的无损检测混凝土。
本发明的目的是这样实现的一种机敏混凝土由硅酸盐水泥、导电材料和水组成，其导电材料为来源广泛且价格低廉的工业固体废弃物——钢渣和粉煤灰，钢渣是经处理后的颗粒状钢渣。本发明机敏混凝土配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥15％～55％钢渣30％～70％粉煤灰1％～20％水7％～30％。
其中钢渣颗粒中铁氧化物含量的重量百分比为20％～30％，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为10％～20％。
将本发明的机敏混凝土组分，在成型或施工时，采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，制作成监测用的机敏混凝土试块，埋设在被监测的混凝土工程结构中，或制成机敏混凝土工程结构，制造工艺简单。
本发明机敏混凝土组分中的钢渣是炼钢过程中产生的废渣，是一种由多种矿物组成的固溶体，经处理后呈颗粒状。粉煤灰是燃煤电厂排放的一种固体废弃物。在钢渣和粉煤灰中含有大量铁的氧化物，具有一定的导电性。埋设于混凝土工程结构中的机敏混凝土试块，在外部压缩荷载的作用下，其内部将产生压应力和变形，分布在机敏混凝土试块中的钢渣和粉煤灰导电颗粒间的距离减小，致使机敏混凝土试块的电阻减小，其电阻率降低，且降低幅度较大；当机敏混凝土试块受压产生微裂缝时，一方面压应力使机敏混凝土的电阻降低，另一方面微裂缝使其电阻增大，在这一阶段机敏混凝土试块的电阻率总体上变化不大；当机敏混凝土试块受压破坏时，机敏混凝土内部产生的大量裂缝使其电阻迅速增大，电阻率显著升高。因此，本发明的机敏混凝土的电阻率随外加压力的大小产生有规律的变化，并且本发明的机敏混凝土对外加压力的敏感性较好，故通过测试机敏混凝土试块的电阻率即可对混凝土工程结构内部应力的变化、应变状况及裂缝、破坏等健康状况进行自监测和自诊断。另外，钢渣的化学组成与普通碎石相似，陈化后的钢渣性能稳定，具有抗压强度高、硬度大、耐磨耗、吸水率低等特点，其物理力学性能接近甚至优于普通碎石，因此钢渣又是一种力学性能优良的骨料，使本发明研制的机敏混凝土具有优良的物理力学性能。同时，钢渣和粉煤灰作为工业废弃物，来源广泛，价格十分低廉，且在机敏混凝土中钢渣、粉煤灰所占的比例大，从而使机敏混凝土的造价大大降低。钢渣采用炼钢厂排出的经处理后的钢渣颗粒，为使机敏混凝土对应力具有较好的敏感性，钢渣颗粒中铁氧化物含量的重量百分比为20％～30％。根据混凝土机敏性的产生机理，当混凝土中导电颗粒之间的距离越近时，混凝土对应力越敏感，在相同应力作用下，混凝土电阻率的变化幅度越大。因此，在混凝土中加入适量的铁氧化物含量高且颗粒细的粉煤灰，将显著增大混凝土对应力的敏感性。同时，粉煤灰作为掺合料掺入混凝土中，当掺量适中时，有助于混凝土物理力学性能的改善。粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为10％～20％。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下特点1、具有良好的应力敏感性和较高的力学强度，无损监测性能好。
本发明以钢渣为骨料，粉煤灰为掺合料配制的机敏混凝土具有较高的力学强度；同时，本发明机敏混凝土中的钢渣和粉煤灰含有大量的铁氧化物，使混凝土的电阻率在应力作用下产生有规律的变化，且对应力十分敏感，从而使本发明混凝土的无损监测性能好。
2、造价低廉、废物利用、利于环保。
由于本发明机敏混凝土中的钢渣是炼钢企业排放的废渣，粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废弃物，价格低廉又易得。本发明采用钢渣和粉煤灰配制机敏混凝土，既是废物利用，有利于环境保护；又使机敏混凝土造价低廉，经济实用。
3、制作工艺简单，便于推广应用。
由于本发明机敏混凝士在成型和施工时，采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，其制作工艺简单，便于推广应用。
本发明机敏混凝土可广泛应用于道路、桥梁、工业与民用建筑、水利大坝和核电站等领域中，无损监测性能好，是保证其安全使用、提高使用寿命且经济实用的机敏混凝土材料。
图1为本发明机敏混凝土电阻率与外加压应力的关系曲线。
图中机敏混凝土配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥15.1％，钢渣69.9％，粉煤灰6.0％，水9.0％。其钢渣颗粒中铁氧化物含量的重量百分比为26.4％，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为12.7％。采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，制作成40mm×40mm×160mm的长方体机敏混凝土试块，养护至28d龄期后，对制成的机敏混凝土试块施加压力，测得该试块的电阻，并计算其电阻率。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，进一步说明本发明。
实施例1～3的机敏混凝土由42.5普通硅酸盐水泥、钢渣、粉煤灰和水组成。其钢渣为炼钢厂排放的、经风淬法处理后的钢渣颗粒，钢渣颗粒中铁氧化物含量的重量百分比为26.4％。其粉煤灰为燃煤电厂排放的固体废弃物，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为12.7％。实施例1～3的机敏混凝土按各自的组分比例配合后，采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，分别制作成40mm×40mm×160mm的长方体机敏混凝土试块，养护至28d龄期后，测试其机敏混凝土试块在不同外加压应力作用下的电阻，并计算其电阻率及电阻率降低百分数。
实施例1一种机敏混凝土的配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥15.1％，钢渣69.9％，粉煤灰6.0％，水9.0％。对制成的机敏混凝土试块施加压力，测得该试块的电阻，并计算其电阻率随外加应力的变化规律如图1所示。
从图1可知，在外加压应力较小，机敏混凝土未开裂时，机敏混凝土试块的电阻率随外加应力的增大而降低，电阻率降低幅度较大，对应力变化十分敏感，如曲线ab段；当机敏混凝土出现微裂缝后，机敏混凝土试块在外加应力作用下，其电阻率降低的幅度减小，如曲线bc段；当机敏混凝土发生破坏时，机敏混凝土试块的电阻率迅速增大，如曲线cd段。
实施例2一种机敏混凝土的配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥42.5％，钢渣43.5％，粉煤灰1.5％，水12.5％。对制成的机敏混凝土试块施加压力至25MPa，测得该机敏混凝土试块的电阻，并计算其电阻率及电阻率降低百分数随外加应力的变化规律如下表
实施例3一种机敏混凝土的配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥21.9％，钢渣67.3％，粉煤灰1.5％，水9.3％。对制成的机敏混凝土试块施加压力至25MPa，测得该机敏混凝土试块的电阻，并计算其电阻率及电阻率降低百分数随外加应力的变化规律如下表
从实施例2和实施例3可知本发明机敏混凝土的电阻率随外加应力的变化规律是外加应力增大，电阻率降低；外加应力减小，电阻率增大；外加应力越大，电阻率降低百分数越大；随钢渣掺量增大，在相同外加应力作用下，电阻率降低百分数越大。
实施例4～8的机敏混凝土由42.5普通硅酸盐水泥、钢渣、粉煤灰和水组成。其钢渣为炼钢厂排放的、经风淬法处理后的钢渣颗粒，钢渣颗粒中铁氧化物含量的重量百分比为26.4％。其粉煤灰为燃煤电厂排放的固体废弃物，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为18.0％。实施例4～8的机敏混凝土按各自的组分比例配合后，采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，分别制作成40mm×40mm×160mm的长方体机敏混凝土试块，养护至28d龄期后，加压至30MPa，分别测试实施例4～8的机敏混凝土试块的电阻，并计算其电阻率及电阻率降低百分数如下表
从上表可知在本发明的机敏混凝土中，随着粉煤灰掺量的增大，在相同应力作用下，机敏混凝土的电阻率下降幅度越大，电阻率降低的百分数越大。当硅酸盐水泥的重量百分比为35.7％，钢渣的重量百分比为35.7％，粉煤灰的重量百分比为14.3％，水的重量百分比为14.3％时，在30MPa应力作用下，本发明机敏混凝土的电阻率降低了36.1％，高于碳纤维机敏混凝土的20％，敏感性好。这说明本发明的机敏混凝土对应力很敏感。
权利要求
1.一种机敏混凝土，由硅酸盐水泥、导电材料和水组成，其特征在于其导电材料为钢渣和粉煤灰，机敏混凝土的组分及重量百分比为硅酸盐水泥15％～55％，钢渣30％～70％，粉煤灰1％～20％，水7％～30％，其中钢渣中铁氧化物含量的重量百分比为20％～30％，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为10％～20％。
2.根据权利要求1所述的一种机敏混凝土，其特征在于一种机敏混凝土由42.5普通硅酸盐水泥、钢渣、粉煤灰和水组成，其钢渣中铁氧化物含量的重量百分比为26.4％，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为12.7％，机敏混凝土的组分及重量百分比为硅酸盐水泥15.1％，钢渣69.9％，粉煤灰6.0％，水9.0％；或者硅酸盐水泥42.5％，钢渣43.5％，粉煤灰1.5％，水12.5％；或者硅酸盐水泥21.9％，钢渣67.3％，粉煤灰1.5％，水9.3％。
3.根据权利要求1所述的一种机敏混凝土，其特征在于一种机敏混凝土由42.5普通硅酸盐水泥、钢渣、粉煤灰和水组成，其钢渣中铁氧化物含量的重量百分比为26.4％，粉煤灰中铁氧化物含量的重量百分比为18.0％，机敏混凝土的组分及重量百分比为硅酸盐水泥43.0％，钢渣43.0％，粉煤灰1.0％，水13.0％；或者硅酸盐水泥41.3％，钢渣41.3％，粉煤灰4.1％，水13.3％；或者硅酸盐水泥39.4％，钢渣39.4％，粉煤灰7.8％，水13.4％；或者硅酸盐水泥37.5％，钢渣37.5％，粉煤灰11.2％，水13.8％；或者硅酸盐水泥35.7％，钢渣35.7％，粉煤灰14.3％，水14.3％。
全文摘要
一种机敏混凝土，涉及机敏混凝土材料。本发明由硅酸盐水泥、钢渣、粉煤灰和水组成。其配合比例的重量百分比为硅酸盐水泥15％～55％，钢渣30％～70％，粉煤灰1％～20％，水7％～30％。采用与普通混凝土相同的利记博彩app和养护工艺，制作成监测用的机敏混凝土试块，埋设在被监测的混凝土工程结构中，或制成机敏混凝土工程结构。本发明具有组成简单；有良好的应力敏感性和较高的力学强度；造价低廉、废物利用、利于环保；制作工艺简单，便于推广应用等特点。本发明机敏混凝土可广泛应用于道路、桥梁、工业与民用建筑、水利大坝和核电站等领域中，无损监测性能好，是保证其安全使用、提高使用寿命且经济实用的机敏混凝土材料。
文档编号C04B18/08GK1762889SQ20051005722
公开日2006年4月26日 申请日期2005年8月17日 优先权日2005年8月17日
发明者唐祖全, 钱觉时, 王智, 李健, 李长太 申请人:重庆大学