科创中国
一种水泥基试件的预制裂缝辅助装置及裂缝预制系统
成果类型：: 实用新型专利
发布时间: 2023-04-04 10:32:13
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 吴培新 | 2023-04-04 10:32:14
本实用新型公开了一种水泥基试件的预制裂缝辅助装置及裂缝预制系统，所述预制裂缝辅助装置包括：支撑杆；第一限制组件，设置在支撑杆上，用于向水泥基试件的一端施加预紧力；第二限制组件，设置在支撑杆上，用于向水泥基试件的另一端施加预紧力。
本实用新型通过第一限制组件和第二限制组件分别从水泥基试件的两端施加预压力，从而可以约束水泥基试件的变形，限制水泥基试件的体积扩容，在不改变水泥基试件的材料性质的基础上，即可达到控制水泥基试件上裂缝的宽度及扩展速度的目的。
水泥基材料的天生脆性使其在使用过程中不可避免地产生裂缝，这些裂缝为腐蚀性离子的传输提供了通道，从而增加了钢筋锈蚀的几率，这也是混凝土结构失效的主要诱因之一。“早出现早修复”是一种绿色环保、符合可持续发展的材料设计思路，因为早期形成的微观裂缝在后期更容易扩展，而等到其发展成肉眼可见的程度之时，所要花费的维修费用是早期阶段的几倍乃至更多，大大增加了维修的成本。
基于这个思路，研究人员将修复剂封装进自修复微胶囊、中空管状胶囊、陶粒之中，一旦水泥基材料中的裂缝出现，裂纹的尖端应力将撕破封装载体，使得修复剂从中流出而填充裂缝，以此达到修复目的。在此过程中，裂缝宽度对自修复的效率影响极大，比如微胶囊的最佳修复率介于裂缝宽度为100~200μm之间，小于50μm的微裂缝撕破微胶囊的概率偏低，而过宽的裂缝会导致修复剂不能完全填满微裂缝，降低修复效果。同时，对于另一种修复机理而言，其通过碳酸钙结晶修补裂缝表面，同样只有在细长的裂缝里才有利于晶体的沉淀，使得裂缝闭合。
第一发明人简介：王险峰，副教授，硕士生导师主讲课程研究生：高等结构分析，工程CAE及仿真技术，有限元基础及软件应用本科生：结构力学A（I），弹性力学，工程测量， 混凝土楼盖设计，房屋建筑学课程设计，工程测量实习所获奖励1994年清华大学教学工作优秀成果二等奖1996年清华大学科技成果推广应用效益显著奖，项目：含欠陥圧力容器安全性评定研究1996年中国国家教育委員会科学技术进步奖二等奖，项目：含欠陥圧力容器安全性评定研究1996年中国国家“八五”科技攻关重大科技成果集体奖，成果名称：圧力容器极限及安定性分析和体积型欠陥安全評価工程方法（中国国家科技委員会、国家計画委員会及財政部连合授与）
相较于现有技术，本实用新型提供的一种水泥基试件的预制裂缝辅助装置及裂缝预制系统，所述预制裂缝辅助装置包括：支撑杆；第一限制组件，设置在支撑杆上，用于向水泥基试件的一端施加预紧力；第二限制组件，设置在支撑杆上，用于向水泥基试件的另一端施加预紧力。本实用新型通过第一限制组件和第二限制组件分别从水泥基试件的两端施加预压力，从而可以约束水泥基试件的变形，限制水泥基试件的体积扩容，在不改变水泥基试件的材料性质的基础上，即可达到控制水泥基试件上裂缝的宽度及扩展速度的目的。
该成果一次性转让，转让价格3万元起。
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