混凝土是現(xiàn)代最主要的建筑材料，但其功能單一、技術(shù)含量低、耐久性差的特點嚴重制約了混凝土材料的發(fā)展,因此在混凝土材料中復合一些特殊材料,使之具有某些特殊功能，機敏混凝土就是這樣一種具有感知和修復性能的智能混凝土，是在混凝土原有的組成基礎上摻加復合智能型組分，使其具有一定的自感知、自適應和損傷自修復等智能特性的多功能材料。
1 引言
機敏混凝土是一種具有感知和修復性能的混凝土，是智能混凝土的初級階段，是混凝土材料發(fā)展的高級階段。智能混凝土是在混凝土原有的組成基礎上摻加復合智能型組分， 使混凝土材料具有一定的自感知、自適應和損傷自修復等智能特性的多功能材料，根據(jù)這些特性可以有效的預報混凝土材料內(nèi)部的損傷，滿足結(jié)構(gòu)白我安全檢測需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)潛在的脆性破壞，能顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。近年來，損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機敏混凝土的相續(xù)出現(xiàn)為智能混凝土的研究和發(fā)展打下了堅實的基礎。
2 機敏混凝土的發(fā)展概況
智能混凝土是智能材料的一個研究分支，20 世紀60 年代，前蘇聯(lián)學者開始研究混凝土的復合功能，采用碳黑為導電組分制備了水泥基導電復合材料。20 世紀80 年代末，日本土木工程界的研究人員設想并著手開發(fā)構(gòu)筑高智能結(jié)構(gòu)的所謂“對環(huán)境變化具有感知和控制功能”的智能建筑材料。20 世紀90 年代初，日本建設省研究所曾與美國國家科學基金會合作研制了具有調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)承載力的自調(diào)節(jié)混凝土材料，使混凝土具有某些記憶功能。日本學者H. Hiarshi 采用在水泥基材內(nèi)復合內(nèi)含粘結(jié)劑的微膠囊(稱為液芯膠囊) 制成具有自修復智能混凝土。美國伊利諾伊斯大學的Carolyn Dry 采用在空心玻璃纖維中注入縮醛高分子溶液作為粘結(jié)劑，制成具有自修復智能混凝土。1993 年美國開辦了與土本建筑有關(guān)的智能材料與智能結(jié)構(gòu)的工廠。在寒冷地區(qū)，基于碳纖維混凝土的道路及橋梁路面的自適應溶雪和融冰系統(tǒng)的智能混凝土研究已經(jīng)在歐美等國家展開，并取得了一定的進展。
同濟大學等國內(nèi)高等院校曾在混凝土材料中復合壓電陶瓷來研制自調(diào)節(jié)混凝土材料，并且取得了某些成果;在研制自修復智能混凝土的思路是綜合了自然愈合、基體增強和有機物釋放等機制，在混凝土材料組分中復合活性無機摻和料、微細低彈模纖維和有機化合物，從而在混凝土內(nèi)部形成自增強、自愈合網(wǎng)絡，使混凝土裂縫重新愈合，恢復甚至提高混凝土材料的性能;調(diào)整有機物的摻量，可實現(xiàn)對混凝土材料微裂縫的自行多次愈合。
同濟大學混凝土材料研究實驗室正在研究的仿生自診斷和自修復智能混凝土是模仿生物神經(jīng)網(wǎng)絡對創(chuàng)傷的感知和生物組織對創(chuàng)傷部位愈合的機能，在混凝土傳統(tǒng)組分中復合特殊組分(如仿生傳感器、含粘結(jié)劑的液芯纖維等) ，使混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自診斷、自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)。當混凝土材料內(nèi)部出現(xiàn)損傷時，仿生傳感器可以及時預警;當內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋時，部分液芯纖維破裂，粘結(jié)劑流出深入裂縫，使混凝土裂縫重新愈合，恢復并提高混凝土材料的性能， 可實現(xiàn)對混凝土材料的自動診斷實時檢測和及時修復，確保混凝土結(jié)構(gòu)的安全性，延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。