我国经历了大规模的基础建设后,大量既有结构物急需进行有效的结构加固,并开展长期的结构健康监测。智能聚合物混凝土(Smart Polymer Concrete,以下简称SPC),即以环氧树脂等聚合物作为胶凝材料,砂为骨料,加入某些具有功能特性的外掺料,通过聚合作用固化而成的新型智能材料。该材料不仅发挥了聚合物混凝土良好的粘结性能和耐久性能,还赋予其自感知、自修复、自诊断、自适应等特性。将新型智能聚合物混凝土材料开发并应用到实际工程中,在对既有结构物加固修补的同时,还可以起到结构健康监测的作用。本文从实际工程需求出发,总结了国内外已有智能聚合物混凝土的研究现状,在此基础上开发出新型智能聚合物混凝土材料,研究其在受压和受拉荷载下的自感知特性,并将其运用于混凝土梁中形成智能自监测系统。主要研究内容和创新成果如下:(1)对本课题组的SPC试块的制作方法和工序进行优化,采用机械搅拌工艺和水浴加热法,引入偶联剂将石墨进行表面改性,通过采用外掺料湿拌法,获得较稳定的性能。(2)通过制备SPC受压试块,研究其压敏特性。在掺入石墨粉的基础之上,分别再掺入钢珠和钢渣,研究不同导电外掺料对SPC试块压敏特性的影响。对试验数据和曲线进行处理和分析,并分别对复掺石墨和钢珠及复掺石墨和钢渣的SPC试块压敏特性进行机理分析和模型建立。(3)通过制备SPC受拉试件,研究其拉敏特性。研究了不同的钢珠掺量下的SPC试件在受拉荷载下的拉敏曲线,对其拉敏特性机理进行分析,并建立了 SPC材料拉敏特性的理论模型。(4)将SPC传感材料布置于实验梁的受压区和受拉区中,通过测量SPC材料在加载过程中受压区和受拉区电阻的变化,结果显示混凝土梁受压过程中SPC电阻随应变的增加而显著增加,表明SPC材料在混凝土梁中可以起到有效监测作用,为将来实际工程应用SPC传感材料进行了前期探索。