混凝土裂缝自愈合研究进展综述

为了探索裂缝自愈合对开裂混凝土结构耐久性的影响,结合已有文献介绍了无损法和破损法两种研究混凝土裂缝的方法,从材料、环境和裂缝因素三个方面阐述了它们对混凝土裂缝自愈合的影响,并且分别从宏观、微观和纳观层次上介绍了自愈合研究的评价指标,总结了混凝土裂缝自愈合研究的主要成果及需要深入研究的问题,以期为混凝土裂缝自愈合的研究提供借鉴。     

免蒸压PHC管桩混凝土自愈合性能试验研究

在生产和施工过程中,PHC管桩混凝土不可避免的会产生裂缝,对管桩耐久性产生不良影响。混凝土的自愈合性能是解决这一问题的可能方式,但针对PHC管桩混凝土的研究未见报道。为解决这一问题,针对免蒸压PHC管桩混凝土试件进行了专门研究,并与蒸压PHC管桩混凝土试件进行对比。研究结果表明,蒸压PHC管桩混凝土没有裂缝自愈合性能;免蒸压PHC管桩混凝土具有裂缝自愈合性能,且随着混凝土产生裂缝时的龄期增加,自愈合速度减慢;自愈合性能较为适宜的评价指标是混凝土抗压强度和电通量,不宜采用氯离子扩散系数。     

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。     

不同环境下混凝土裂缝自愈合的研究现状及发展

混凝土裂缝自愈合指的是混凝土结构开裂后其自身会自动修复裂缝乃至愈合。主要介绍了国内外关于混凝土在不同环境下裂缝自愈合的程度及其变化,以及国内外关于研究自修复自愈合混凝土所应用的各类方法措施及其取得的成果和应用,并针对当前研究现状进行了总结分析和对这一领域的展望。     

裂缝自修复混凝土材料研究进展

综述了国内外有关裂缝自修复混凝土的研究现状,着重分析了内置胶囊混凝土的研究情况,提出了由ABAQUS对修复胶囊进行有限元分析的思路,最后,总结了裂缝自愈合混凝土的发展前景及存在的问题。     

渗透结晶型裂缝自愈合混凝土的抗渗性能及其机理

从混凝土组成出发,通过渗透结晶型裂缝自愈合混凝土的抗渗试验,研究了自制SJ渗透结晶复合材料掺量对混凝土裂缝自愈合性能的影响,同时开展了渗透结晶型裂缝自愈合混凝土的强度试验、凝结时间试验以及SJ渗透结晶复合材料的安定性试验。试验结果表明:掺加SJ渗透结晶复合材料的裂缝自愈合混凝土试件抗渗性能得到明显提高,强度亦有显著改善,且对水泥体积安定性和混凝土的凝结时间不构成不利影响。渗透结晶型裂缝自愈合混凝土的裂缝自愈合机理主要在于:渗透结晶活性物质遇水催化Ca2+形成结晶体沉淀,堵塞混凝土的裂缝而实现裂缝自愈合。     

渗透结晶型防水材料赋予混凝土裂缝自愈合性能的研究

将渗透结晶型防水材料掺入混凝土中,采用混凝土平板试验法,研究了渗透结晶型防水材料对混凝土宏观裂缝自愈合性能的影响.结果表明:渗透结晶型防水材料时混凝土初期裂缝的产生有一定的抑制作用,并赋予混凝土优良的裂缝自愈合性能.     

关于对混凝土裂缝自愈合技术实际运用的探讨

混凝土是一种混合材料,该材料会随着温度及湿度的变化而发生变形。在变形的过程中,不同材料的变形程度并不同,相互接触的界面会产生初始应力,表现在外就是混凝土裂缝。文章就混凝土裂缝的产生原因及混凝土裂缝自愈合机理进行讨论,总结混凝土裂缝的自愈合技术,以供建筑行业的相关研究提供参考,推进建筑材料的发展。     

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。     

自愈合防水混凝土的应用研究

自愈合防水混凝土包括水化反应型、微胶囊机制、微纤维机制和微生物等类型,文章重点介绍了微生物自愈合防水混凝土的作用原理,并通过试验测试了含有巴氏芽孢杆菌的微生物自愈合防水混凝土对裂缝的修复效果。结果表明,含有巴氏芽孢杆菌的微生物自愈合防水混凝土可通过细菌诱导生成碳酸钙沉淀封堵裂缝,在裂缝自愈合性能方面远超普通混凝土。     

内置纤维胶液管钢筋混凝土梁裂缝自愈合行为试验和分析

混凝土及其结构能够自动适应环境, 在受到损伤后能够自行愈合, 是解决结构中的混凝土材料损伤的最佳途径。本文根据生物体损伤愈合的原理, 设计了一种具有裂缝自愈合行为、内置纤维胶液管的钢筋混凝土梁,混凝土受拉开裂时, 纤维胶液管破裂, 其中的修复胶粘剂流出, 愈合裂缝。首先, 分析了修复纤维对混凝土自愈合效果的影响因素; 然后, 从修复纤维微分单元的平衡状态, 得到了修复纤维能及时发挥修复作用的合理参数;最后, 通过三分点弯曲试验, 验证了梁的裂缝自愈合能力; 分别采用不同的修复胶粘剂进行了试验, 得到了一种适合钢筋混凝土梁裂缝自愈合的理想胶粘剂。     

自愈合对氯离子在开裂混凝土内侵蚀的影响

开裂及自愈合是混凝土不可避免的现象。对3种不同水灰比的预制多裂缝试件,进行40d和160 d在质量分数为6％的NaCl溶液中的完全浸泡试验,结果表明,裂缝面处出现了不同程度的自愈合,自愈合面积随水灰比减小而增大,随时间增长而逐渐增大,但增大的速度逐渐变小。相同深度处裂缝附近的自由氯离子质量分数随距裂缝距离的增大而减小,...     

预埋管混凝土裂缝灌浆修补技术试验研究

预埋管混凝土裂缝灌浆修补技术,是混凝土裂缝修补技术中的一种新尝试,同时也为新型自愈合仿生混凝土材料的研究和开发作前期准备。测试了不同稀释剂、固化剂及增韧剂综合改性的环氧树脂多组配方灌浆液的性能,对通过预埋玻璃管模拟灌浆修补混凝土裂缝的效果与通过缝面灌浆修补混凝土裂缝的效果进行了比较。     

Acoustic emission analysis for the quantification of autonomous crack healing in concrete

As half of the annual construction budget is spent on remediation of existing structures, self-healing of concrete, which is very sensitive to cracking, would be highly desirable. In this research, encapsulated healing agents were embedded in the concrete matrix in order to obtain self-healing properties. Upon cracking, the capsules break and the healing agent is released, resulting in crack repair. The efficiency of this crack healing technique was evaluated by means of mechanical tests and by using acoustic emission analysis. It was shown that due to autonomous crack repair, more than 80% of the original strength and stiffness can be regained. Events with an energy higher than the energy related to concrete cracking indicated breakage of the capsules. Upon reloading of beams with untreated cracks, the released energy was lower compared to beams with healed cracks. From this study it was shown that AE is a suitable technique to evaluate self-healing of cracks in concrete.     

微生物矿化修复混凝土裂缝抗渗水性能试验研究

微生物裂缝自修复混凝土能够有效地实现裂缝的自我诊断和自我修复。利用好氧嗜碱微生物Bacteria.H1的矿化沉积作用,将其作为自修复剂,且用膨胀珍珠岩固载Bacteria.H1,研制出了一种新型裂缝自修复混凝土。通过扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对裂缝填充物进行分析,养护28 d的修复结果证明该研究方法具有较好的自修复能力,试验中自修复混凝土修补最大裂缝宽度是0.72 mm,是普通混凝土最大自修复宽度的1.8倍,且裂缝沉淀物是以球形和棱柱体形式存在的碳酸钙晶体。通过抗渗水性能试验的研究,自修复混凝土试件养护7 d后,渗水系数比普通混凝土低72.28%,表明这种新型自修复混凝土具有良好的抗渗水性能。     

氧化镁改性混凝土干缩裂缝自愈合性能试验

混凝土早期裂缝是影响混凝土使用质量和使用寿命的重要因素,氧化镁改性混凝土能够减少早期干缩裂缝发生率。本文对氧化镁改性混凝土进行分析,研究影响其干缩裂缝的主要因素,探讨其干缩裂缝自愈性能。研究显示,氧化镁能够限制混凝土膨胀率,促进裂缝愈合,可广泛应用于混凝土改性中。     

混凝土损伤自愈合性能的试验研究

从混凝土自身组成出发,研究了水泥强度等级、掺合料、纤维对混凝土损伤自愈合性能的影响．结果表明：选用低强度等级水泥、用粉煤灰部分取代水泥以及加入纤维都可以在一定程度上提高混凝土的自愈合效果．另外,对混凝土自愈合机制和自愈合效果进行了分析和探讨．     

钢筋混凝土水池壁板弯曲裂缝的开展、自愈及渗漏试验研究

储液结构混凝土的开裂是液体渗漏的主要原因。水池设计规范、规程以控制裂缝宽度来保证结构的耐久性和功能,水池的地震破坏等级划分标准也主要以构件开裂和液体渗漏程度为依据。该文进行了足尺钢筋混凝土水池壁板承受弯拉荷载作用试验,验证了混凝土裂缝具有较好的自愈性能,建议水池基本完好、轻微破坏等级的裂缝宽度限值可增加0.1mm,该值可供实际应用参考;弯曲裂缝的受压区能有效地阻止液体渗漏,建议储液结构不同种类裂缝限值规定应区别对待,弯曲裂缝需规定裂缝宽度和受压区高度;水池地震破坏等级划分应综合考虑渗漏程度,裂缝长度、宽度、分布密度及震后维修加固可行性等指标。     

Computational modeling of fracture in capsule-based self-healing concrete: A 3D study

We present a three-dimensional (3D) numerical model to investigate complex fracture behavior using cohesive elements. An efficient packing algorithm is employed to create the mesoscale model of heterogeneous capsule-based self-healing concrete. Spherical aggregates are used and directly generated from specified size distributions with different volume fractions. Spherical capsules are also used and created based on a particular diameter, and wall thickness. Bilinear traction-separation laws of cohesive elements along the boundaries of the mortar matrix, aggregates, capsules, and their interfaces are pre-inserted to simulate crack initiation and propagation. These pre-inserted cohesive elements are also applied into the initial meshes of solid elements to account for fracture in the mortar matrix. Different realizations are carried out and statistically analyzed. The proposed model provides an effective tool for predicting the complex fracture response of capsule-based self-healing concrete at the meso-scale.