水泥混凝土自修复.pptVIP

****水泥混凝土自修复汇报人：杨福华目录01020304目的及意义近些年来,由于裂缝发展而导致的工程事故已颇为常见,可以说微观裂缝的无限制发展正是导致工程事故的根本原因之一。因此,混凝土裂缝的修复一直是学术界和工程界所关注和研究的热点。对于表面宏观裂缝,人们常采用被动的事后修复方式如灌浆、嵌缝封堵以及混凝土置换等方法进行修复。一些无损检测技术如超声反射法、射线照相法、红外成像法等常被用于检测混凝土内部损伤,但都有一定的局限性,并不能进行实时监测,其修复更是难上加难。概述水泥微裂缝自修复(自愈合)是指水泥在外部或内部条件的作用下,释放或生成新的物质自行封闭、愈合其微裂缝的过程。最早发现混凝土裂纹自修复现象的是Abram。1925年,Abram发现混凝土试件在抗拉强度测试开裂后,将其放在户外8d,裂缝竟然愈合了,而且强度比先前提高了2倍。可见,研究与利用水泥裂缝自修复的机制,研制各种具有自诊断、自修复性能的智能水泥材料,对提高水泥基材料的耐久性和可靠性意义重大,能够给建筑行业带来一系列新技术和新工艺。因此,国内外对水泥基材料微细裂缝的自修复机理进行了大量研究。自修复混凝土是一种智能型仿生混凝土,在结构上拥有自愈合能力,能修复由于长期的机械作用所造成的损伤。目前研究比较多的是基于液芯纤维和微胶囊方式的自修复混凝土,这是一种外援型修复方法,例如使用空芯纤维和微胶囊装载修复剂而进行自修复。另外还有一种本征型修复方法,即利用体系中存在的可逆化学反应而进行自修复,常见于高分子材料的自修复。水泥混凝土自修复技术水泥混凝土是目前建筑结构材料中最大宗的材料之一，是一种脆性材料，其内部会无法避免地出现局部损伤和微裂纹，这个事实启迪着人们致力于研究混凝土的各种自修复方法。通过查阅大量国内外相关文献的介绍，目前水泥混凝土自修复方法主要有六种:（1）结晶沉淀法；（2）渗透结晶法；（3）微胶囊法；（4）液芯光纤/纤维法；（5）微生物法；（6）SMA法。1.结晶沉淀法大气中的CO2,与混凝土硬化体中的微溶于水的水化产物Ca(OH)2发生如下反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,在混凝土裂缝处生成碳酸钙结晶沉淀,并随着碳酸钙结晶沉淀的增加,裂缝逐渐愈合。结晶沉淀法修复裂缝是一个自然现象,包含了一系列复杂的物理、化学及力学过程。这种方法与其他的自修复方法不同,它是一种持续的、不依赖外部手段支持的自修复方法。当混凝土结构直接暴露于水环境中时,由未水化水泥颗粒（如C3S、C2S等）继续水化所生成的水化产物修复裂缝,此修复作用影响甚微,并不是混凝土基体自修复的主要原因。2.渗透结晶法渗透结晶型材料中所含活性化学物质S遇水成为一种催化剂,与混凝土中的游离Ca2+发生化学反应生成不溶于水的结晶沉淀,由于水的作用,结晶沉淀在混凝土孔隙中扩散,S就会被更稳定的SiO32-、AlO33-等取代,发生络合、结晶沉淀反应,形成更稳定的化合物,填充混凝土中裂缝和毛细孔隙,该过程是一个不断循环的过程,使得出现裂缝的混凝土材料可实现多次自愈合。混凝土干燥时,由于缺少水作为扩散介质,活性物质S处于休眠状态；当混凝土开裂有水渗入时,该活性物质就被激活,催化发生络合、结晶沉淀反应,实现混凝土裂缝的自愈合。此修复技术的突出之处在于,它可以显著提高混凝土结构的强度和密实度,但是该方法对宽度大于0.4mm的裂缝的自修复效果不甚理想。3.微胶囊法该方法以胶粘剂作为修复单体,将修复单体微胶囊化之后,再将其植入混凝土基体中,同时在基体中分散催化剂,其中催化剂能使修复单体聚合,当基体材料被损伤,产生微裂纹时,裂纹尖端的微胶囊由于应力集中作用被撕裂,修复单体在毛细管的虹吸作用下渗入裂纹内部,与分散于基体中的催化剂相接触,修复胶粘剂单体被引发聚合反应,从而封堵裂纹,使基体材料在一程度上得以自修复,性能也得以较大改善。微胶囊自修复混凝土目前还只是一个概念化的设想，还处于研究阶段，要想把这种设想真正应用于工业生产的实践中，还有很多亟待解决的问题:微胶囊壁厚控制及机械强度微胶囊与基体的界面结合程度对材料力学性能的影响催化剂活性受基体材料的影响修复剂与催化剂在基体中的分布情况及接触率问题裂纹修复所需动力大小修复剂时效性以及是否具有多次修复的能力4.液芯光纤法两者的修复机理是类似的,利用空芯光纤或者中空纤维装载修复胶粘剂,再将其埋入混凝土中,形成智能型