水泥基材料裂缝自愈合行为研究机理

综述了国内外近年来水泥基材料微裂缝自修复机理研究的相关文献,归纳了对水泥基材料微裂缝自修复机理的主要研究成果及自修复机理的主要研究方法,指出水泥基材料微裂缝自修复机理和技术是国内外近年来的研究热点,该技术对提高水泥基材料的耐久性和可靠性意义重大。     

渗透结晶型防水剂对水泥基材料自修复性能的影响及其机理研究北大核心

为了明确水泥基渗透结晶型防水剂对水泥基材料自修复性能的影响,研究了防水剂掺量为0、1%、2%、3%时砂浆试块裂缝的自愈合过程,并利用XRD、SEM、FT-IR等手段分析了防水剂中的活性物质以及自修复产物的主要成分、晶相和微观形貌,提出了其对水泥基材料自修复作用机理,对其在工程中的应用以及国内自主研发该类产品具有一定的借鉴作用。     

渗透结晶型防水剂对水泥基材料自修复性能的影响及其机理研究

为了明确水泥基渗透结晶型防水剂对水泥基材料自修复性能的影响,研究了防水剂掺量为0、1%、2%、3%时砂浆试块裂缝的自愈合过程,并利用XRD、SEM、FT-IR等手段分析了防水剂中的活性物质以及自修复产物的主要成分、晶相和微观形貌,提出了其对水泥基材料自修复作用机理,对其在工程中的应用以及国内自主研发该类产品具有一定的借鉴作用。     

纤维和高吸水性树脂组合的自修复水泥基材料吸水性研究

通过试验,对比研究了不同类型的纤维和高吸水性树脂的不同组合方式和不同养护方式对自修复水泥基材料吸水性的影响。同时,使用高倍数光学显微镜观察了水泥基材料修复前后的裂缝形态变化,并分析了其自修复行为的机理。试验结果表明:(1)单独掺入PVA纤维、PE纤维、高吸水性树脂或其不同的组合物都能提高水泥基材料的自修复能力,且PVA纤维、PE纤维和高吸水性树脂组合的水泥基材料的自修复效果最好;(2)环境湿度会影响水泥基材料的自修复效果,且在湿度大的环境中,更有利于水泥基材料进行自修复;(3)水泥基材料在发生自修复时,会在裂缝处产生CaCO3,且随着时间的增加,CaCO3会逐渐地把裂缝填满,从而使裂缝得到修复。     

混凝土裂缝自愈合的研究与进展

所谓自愈合是指当混凝土结构开裂其本身会自动修复裂缝。本文介绍了混凝土裂缝自愈合的相关研究,包括对混凝土天然愈合能力的研究,仿生自愈合的研究及在水泥基中掺入特殊材料实现自愈合的研究。然后进行了总结分析并对这一领域的研究进行了展望。     

混凝土开裂机理及其生物水泥修复评述

对于混凝土工程来说,裂缝一直是难以攻克的问题。综述了裂缝的机理、类型、危害及其修复方式,并专门介绍了诸如渗透结晶自修复技术,电解沉积自修复技术等混凝土裂缝自修复技术,另外还介绍了微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)修复技术,系统描述了基于此技术研制的生物水泥,包括其作用机理、生物固定载体、作用效果等内容。与传统的修复材料相比,生物水泥是更为绿色环保的新型胶凝材料,但与此同时,这种水泥仍存在一些不足,有待进一步的研究和改进。     

微生物水泥净浆的自修复性能研究

研究了微生物矿化对水泥基材料的自修复作用,试验测定了微生物水泥净浆的裂缝自愈合、抗压强度、吸水率、孔结构等性能,并采用X射线衍射对矿化产物进行成分分析。结果表明微生物的掺入使普通硅酸盐水泥净浆和硫铝酸盐水泥净浆的抗压强度增加,吸水率下降;试件裂缝处自愈合形成了一条连续、饱满的灰白色矿物填充带。矿化生成的方解石型碳酸钙和菱镁矿型碳酸镁沉淀填充于试件内部缺陷、裂缝,使水泥净浆的总孔隙率及其增长率下降微细孔隙比例增加促进了材料的自修复,改善了其孔结构。     

基于不同湿度环境下高分子修复剂对混凝土裂缝自愈合性能的影响研究

通过检测表观形貌特征、气体渗透性、水分传输性和抗压强度的变化，系统研究了不同湿度环境下混凝土损伤劣化规律和裂缝修复机理，揭示了在不同湿度环境下环境响应型高分子修复剂对损伤混凝土自愈合的激励机制；同时，结合扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射研究了裂缝自愈合的微观结构和演变机理。结果表明：自然空气和相对湿度30%的养护环境不利于混凝土裂缝的自修复行为；随着养护湿度的增加，混凝土裂缝修复率不断增大，潮湿环境有利于环境响应型高分子修复剂充分发挥激励作用，促进裂缝自愈合特性，延长服役寿命；浸水环境下高分子修复剂的修复效果最佳，裂缝愈合率可达70.38%,其耐久性和抗压强度等性能都明显优于素混凝土；裂缝愈合的主要原因是修复剂吸水膨胀，大量碳酸钙和钙矾石等凝胶沉淀物填充裂缝；混凝土裂缝自修复行为是物理变化和化学变化共同作用的结果。     

微胶囊对水泥基复合材料自修复性能的影响综述

综述了掺微胶囊的水泥基复合材料自修复性能的研究成果，包括微胶囊的制备方法、微胶囊的自身性质、微胶囊对水泥基复合材料性能的影响、微胶囊修复水泥基复合材料的机理和修复效果，对比讨论了相关文献的试验结果，并展望了水泥基复合材料自修复性能研究的发展方向。     

离子传输型抗渗涂料对水泥基材料冻融自修复的影响

通过对水泥砂浆的基准样和离子传输型抗渗涂层试样冻融循环后,在不同养护时间和养护条件下抗渗性能和力学性能的测试,并利用SEM对试样微观结构的观察,研究了离子传输型抗渗涂料对水泥基材料冻融自修复作用的影响。结果表明:基准样在冻融循环后,通过养护能够实现一定程度的抗渗性能和力学性能的自修复,但是这种自修复的能力有限,而采用离子传输型抗渗涂料进行表面处理,可使水泥基材料具有很强的自修复能力,从而大大提高水泥基材料的抗渗性能和力学性能。SEM研究表明,离子传输型抗渗涂料主要是通过活性离子传输,在水泥基材料内部空隙和裂缝中反应生成大量针状结晶,堵塞内部孔隙,封闭毛细孔通道,从而提高水泥基材料的抗渗性能和力学性能。     

异氰酸酯自修复微胶囊水泥基材料的制备与性能研究

自修复微胶囊水泥基材料能够自发修复基体内的微裂纹。采用界面聚合法制备异氰酸酯微胶囊,利用蒙脱土改性壁材,研究掺自修复微胶囊的自愈合砂浆强度变化及自修复效果。通过工艺参数优化,确定最佳合成条件为:反应时间2 h、温度50℃、壁材3 g、芯材13.5 g、蒙脱土用量1%,此时芯材含量为61.5%。微观及宏观分析发现,微胶囊的耐碱性良好,可以与水泥基材料相容;微胶囊最佳掺量为4%,此时自愈合砂浆试件的抗压强度恢复率为117.38%。     

结晶外加剂对混凝土裂缝自修复的作用

为了增强水泥基材料自修复的潜力,对掺入渗透结晶材料的混凝土混合物进行了评估。通过测量改性混凝土的强度和裂缝宽度,分析了使用结晶掺合料对混凝土力学性能与裂缝宽度的影响。结果表明渗透结晶材料有利于改善混凝土的抗压性能和裂缝自修复宽度,提高了混凝土的结构完整性。     

绿色建筑材料裂缝自修复研究

作为广泛应用的建筑类材料——水泥基材料,混凝土制品的开裂问题是行业研究难点。采用两个层次的正交分析方法,通过对水泥基材料自修复剂的开发研究,并通过力学性能评估和微观表征验证,实现水泥基材料的自愈合。研究结果表明,最佳的修复剂成分为:助剂5%、硫铝酸盐水泥42%、活性剂1.5%、水泥34%。     

水灰比和裂缝宽度对渗透结晶型混凝土的自愈合性能影响

为探究水灰比和裂缝宽度对水泥基渗透结晶型防水材料（CCCW）的自愈合能力的影响。对预设裂缝和未设裂缝的混凝土进行了抗压试验、劈裂抗拉试验及抗渗性能试验。利用扫描电子显微镜（SEM）观察微观形貌及水化产物。结果表明：CCCW的自愈合率随水灰比和龄期的增加而增加；随裂缝宽度的增加而减小。CCCW对含裂缝的混凝土有良好的修复效果，提高了混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度。含裂缝的试件劈裂抗拉强度无法达到初始强度，这是因为水化生成的结晶产物虽然完全的堵塞裂缝，但是并不能达到与混凝土相同的致密程度和强度，从而导致裂缝处成为薄弱部分，劈裂抗拉强度降低。CCCW的抗渗性能良好是由于产生大量的结晶物填充裂缝，起到修复和防水作用。     

水下混凝土裂缝修补技术的进展

对水下混凝土裂缝的各种现有修补方法作了概述,现行最为常用的方法有表面封闭技术和深入裂缝内部的全面性修补技术,其中全面性修补又包括水下灌浆技术和水下裂缝自修复技术。仿生自愈合混凝土的裂缝修复技术与常用方法的本质性差别显示了修补技术的智能化发展方向。由于仿生自愈合技术的不成熟以及水下修补的特点,水下仿生自愈合混凝土有待进一步研究。     

水溶性渗透结晶材料对混凝土性能影响的研究

水溶性渗透结晶(DPS)材料是在传统水泥基渗透结晶(CCCW)材料基础上发展起来的新型混凝土表面修护材料。借助平板开裂试验、渗水高度试验和透水速率试验,研究了DPS材料对混凝土抗压强度、早期抗裂性能、裂后自愈合能力和抗渗性能的影响。结果表明:DPS材料能够抑制混凝土的泛碱现象,降低早期裂缝的发生风险,提高混凝土抗压强度,并显著提高抗渗性能和裂缝自愈合能力;DPS材料的裂缝修复效果与DPS材料用量、裂缝宽度、养护时间有关,在DPS材料用量为250~350 mL/m^(2)时,早期裂缝降低率可达88.2%~95.0%,喷涂后比较经济的养护时长为7~14 d。     

纤维增强水泥基复合材料自愈合性能研究

从纤维增强水泥基复合材料配合比出发,研究了掺加粉煤灰、偏高岭土、硅灰、矿渣、磷渣等矿物掺合料后PVA纤维增强水泥基复合材料拉伸性能,并以强度恢复、裂缝变化为标准研究了在干湿循环养护条件下掺加不同掺合料时复合材料裂缝自愈合性能。结果表明:添加矿渣、硅灰与偏高岭土时复合材料表现出最佳的拉伸性能,峰值拉应变高达2.2%,并也表现出上佳的裂缝自愈合能力,开裂材料干湿循环养护28 d后的强度能达到预裂加载时强度的117%。初始裂缝宽度对裂缝自愈合起主导作用,小于50μm的裂缝基本都能愈合,而大于150μm的裂缝愈合效果不明显。     

自愈合/自修复混凝土研究进展

近年来,自愈合/自修复混凝土研究越来越受到人们的关注。相对于传统裂缝修复技术,智能混凝土在实时监控、无损修复等方面都拥有巨大潜力。本文回顾了自愈合/自修复理论的发展;介绍了当前智能修复技术的机理以及相关研究进展。     

水饱和水泥基材料冻结损伤分析

水饱和水泥基材料冻结时孔隙内产生压力,导致孔壁开裂,是水泥基材料冻融循环劣化的原因之一。根据弹塑性力学和能量守恒原理,定量分析了冻结条件下水饱和水泥基材料内部裂缝的形成及发展,揭示了水泥基材料冻结损伤机理。     

混凝土裂缝自修复的研究进展

综述了混凝土裂缝自修复的研究现状及进展，阐述了混凝土裂缝自修复技术及其自修复机理，分析讨论了此领域尚存在的问题及今后的研究方向。