論文關鍵詞：智能；混凝土；研究；發展
論文摘 要：智能混凝土是建築材料與現代相結合的產物，是傳統混凝土材料的高級階段。回顧了智能混凝土的發展和現狀，展望了智能混凝土的發展趨勢和前景，闡述了研究中應注意的。
前言
隨着現代材料的不斷進步，作為最主要的建築材料之一的混凝土已逐漸向高強、高性能、多功能和智能化發展。這種停留在被動和計劃模式的混凝土檢測與修復方式已不能適應現代多功能和智能建築對混凝土材料提出的要求。因此，研究和開發具有主動、自動地對結構進行自診斷、自調節、自修復、恢復的智能混凝土已成為結構一功能（智能）一體化的發展趨勢。
1智能混凝土的定義和發展歷史
智能材料，指的是“能感知環境條件，做出相應行動”的材料。它能模仿生命系統，同時具有感知和激勵雙重功能，能對外界環境變化因素產生感知，自動作出適時。靈敏和恰當的響應，並具有自我診斷、自我調節、自我修復和預報壽命等功能。智能混凝土是在混凝土原有組分基礎上覆合智能型組分，使混凝土具有自感知和記憶，自適應，自修復特性的多功能材料。根據這些特性可以有效地預報混凝土材料內部的損傷，滿足結構自我安全檢測需要，防止混凝土結構潛在脆性破壞，並能根據檢測結果自動進行修復，顯著提高混凝土結構的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和記憶、自適應。自修復等多種功能的綜合，缺一不可，以的科技水平製備完善的智能混凝土材料還相當困難。但近年來損傷自診斷混凝土、温度自調節混凝土。仿生自癒合混凝土等一系列智能混凝土的相繼出現；為智能混凝土的研究打下了堅實的基礎。
1.1損傷自診斷混凝土
自診斷混凝土具有壓敏性和温敏性等自感應功能。普通的混凝土材料本身不具有自感應功能，但在混凝土基材中複合部分其它材料組分使混凝土本身具備本徵自感應功能。目前常用的材料組分有：聚合類、碳類、金屬類和光纖。其中最常用的是碳類、金屬類和光纖。目前主要有2種研究比較熱門的損傷自診斷混凝土：碳纖維智能混凝土、光纖傳感智能混凝土。
1.2自調節智能混凝土
自調節智能混凝土具有電力效應和電熱效應等性能。混凝土結構除了正常負荷外，人們還希望它在受颱風、地震等災害期間，能夠調整承載能力和減緩結構振動，但因混凝土本身是惰性材料，要達到自調節的目的，必須複合具有驅動功能的組件材料，如：形狀記憶合金（SMA）和電流變體（ER）等。形狀記憶合金具有形狀記憶效應（SME），若在室温下給以超過彈性範圍的拉伸塑性變形，當加熱至少許超過相變温度，即可使原先出現的殘餘變形消失，並恢復到原來的尺寸。在混凝土中埋入形狀記憶合金，利用形狀記憶合金對温度的敏感性和不同温度下恢復相應形狀的功能，在混凝土結構受到異常荷載於擾時，通過記憶合金形狀的變化，使混凝土結構內部應力重分佈併產生一定的預應力，從而提高混凝土結構的承載力。
有些建築物對其室內的濕度有嚴格的要求，如各類展覽館、博物館及美術館等，為實現穩定的濕度控制，往往需要許多濕度傳感器、控制系統及複雜的佈線等，其成本和使用維持的費用都較高。日本學者研製的自動調節環境温度的混凝土材料自身即可完成對室內環境濕度的探測，並根據需要對其進行調控。這種混凝土材料帶來自動調節環境濕度功能的關鍵組分是沸石粉。其機理為：沸石中的硅酸鈣含有（3－9）X10－10m的孔隙。這些孔隙可以對水分、N0x和S0x氣體選擇性的吸附。通過對沸石種類進行選擇，可以製備符合實際需要的自動調節環境濕度的混凝土複合材料。它具有如下特點：優先吸附水分；水蒸氣壓力低的地方，其吸濕容量大；吸、放濕與温度相關，温度上升時放濕，温度下降時吸濕。
1.3自修復智能混凝土
混凝土結構在使用過程中，大多數結構是帶縫工作的。混凝土產生裂縫，不僅強度降低，而且空氣中的CO2、酸雨和氯化物等極易通過裂縫侵人混凝土內部，使混凝土發生碳化，並腐蝕混凝土內的鋼筋，這對地下結構物或盛有危險品的處理設施尤為不利，一旦混凝土發生裂縫，要想檢查和維修都很困難。自修復混凝土就是應這方面的需要而產生的。在人類現實生活中可以見到人的皮膚劃破後，經一段時間皮膚會自然長好，而且修補得天衣無縫；骨頭折斷後，只要接好骨縫，斷骨就會自動癒合。自癒合混凝土就是模仿生物組織，對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到癒合的機能，在混凝土傳統組分中複合特性組分（如含有粘結劑的液芯纖維或膠囊）在混凝土內部形成智能型仿生自癒合神經系統，模仿動物的這種骨組織結構和受創傷後的再生、恢復機理。採用粘結材料和基材相複合的，使材料損傷破壞後，具有自行癒合和再生功能，恢復甚至提高材料性能的新型複合材料。在日本，以東北大學三橋博三教授為首的日本學者將內含粘結劑的膠囊或空心玻璃纖維摻入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下發生開裂，部分膠囊或空心玻璃纖維破裂，粘結液流出並深人裂縫。粘結液可使混凝土裂縫重新癒合。
2智能混凝土研究現狀和應注意的問題