水泥基材料裂缝自修复技术的研究与进展

水泥基材料裂缝自修复是指无外界修复措施条件下,水泥基材料结构内部对裂缝的修复能力,根据工艺特点及作用机理又可分为主动愈合技术和自动愈合技术。总结了各种裂缝自修复技术的机理及特点,论述了近年来水泥基材料裂缝自修复技术的研究进展,并对进一步研究方向提出了建议。     

工程水泥基材料裂缝分布及自愈合后力学性能

在0.3%,0.5%,1.0%,2.0%预加拉伸应变破坏下,进行了2种配比、不同龄期的工程水泥基复合材料(ECC)的裂缝分布、干湿循环自愈合后力学性能的恢复及不同物相的纳米压痕测试.结果表明:ECC具有很多有利于裂缝自愈合行为的特性,其裂缝宽度大都在30μm以下,自愈合后,其最终强度及拉伸应变能力均能达到甚至超过对比试件,裂缝自愈合产物的弹性模量约为34.8GPa,硬度约为1.6GPa,刚度约为0.1mN/nm.     

低水胶比水泥基材料的自收缩

论述了低水胶比水泥基材料自收缩产生的机理,探讨了自收缩的测定方法并分析了水泥浆体宏观尺度上自收缩的研究模型。通过试验初步研究了水胶比为0.16的超高性能砂浆的自收缩。     

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。     

细菌技术在水泥基材料中的研究现状及展望

介绍了细菌技术胶凝复合材料的研究进展,例如细菌诱导碳酸钙沉淀的机理,细菌在水泥基复合材料中的应用方法,细菌对水泥基材料机械性能、耐久性的影响,以及成本效益分析等。概述了在建筑中应用细菌技术的水泥基复合材料的机遇和挑战。     

矿物掺合料对水泥基材料自收缩影响综述

过大的自收缩是造成混凝土早期开裂的主要因素之一,防治混凝土早期开裂对提高混凝土的耐久性至关重要,目前掺入矿物掺合料是减小混凝土自收缩的重要措施。介绍了水泥基材料自收缩理论,然后对比、分析和总结了不同矿物掺合料种类、掺量、细度、掺入方式和水胶比对不同龄期水泥基材料自收缩的影响,同时探究了其作用机理,对未来的相关研究和应用提出了展望。     

碳纳米管改善水泥基材料性能的微观机理

碳纳米管由于其优异的性能,正迅速成为一种最有应用前景的纳米材料,对其改善水泥基复合材料的研究也成为纳米材料领域的热点。详细综述了碳纳米管通过纤维桥联、纤维拔出、网络填充改善水泥基复合材料性能的微观机理及研究进展,为其宏观性能提供了理论解释。     

对混凝土裂缝自愈合的研究

阐述了混凝土裂缝产生的原因以及混凝土裂缝自愈合的机理,并对混凝土的自愈合技术进行了深入的研究,结合该领域存在的问题,对其在未来的发展进行了展望,以期为该问题的研究提供借鉴。     

再生骨料对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对再生骨料在压制成型水泥基材料中的应用研究,探索了再生骨料在不同掺量下对水泥基材料强度和耐久性的影响规律.研究结果表明:再生骨料在水泥基材料中应用具有可行性;掺有再生骨料的水泥基材料强度均高于空白水泥基材料,在耐久性能方面满足D100的抗冻等级指标.     

水泥基聚合物防水涂料的自愈合研究

通过渗透结晶技术及增塑方法研究了水泥基聚合物防水涂料(JS防水涂料)的自愈合性能。结果表明,水泥基聚合物防水涂料的自愈合效果与结晶粉料、增塑剂含量密切相关,也与涂膜厚度及裂口宽度有关;显微观察显示了结晶粉料与水反应导致结晶及结晶体增大的过程;所制备的水泥基聚合物防水涂料具有自愈合功能及较高的拉伸强度和断裂延伸率。     

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。     

玻璃粉在超高强水泥基材料中的作用机理

采用强度试验、X射线衍射及扫描电镜等方法,研究玻璃粉对超高强水泥基材料强度和微结构的影响,揭示玻璃粉在超高强水泥基材料中的作用机理。研究结果表明:采用玻璃粉可制备抗压强度超过100 MPa的超高强水泥基材料,而且当玻璃粉掺量在20%以内时,试样的抗压强度随着玻璃粉掺量的增加而增大;玻璃粉不仅能填充浆体结构中的孔隙,还能发生火山灰反应,生成C-S-H凝胶,进而改善材料的微结构,提高材料的强度。     

Na_2SO_4溶液对砂浆裂缝自愈合影响及机理

研究讨论了裂缝宽度为0.01、0.02 mm的砂浆试块在不同浓度Na_2SO_4溶液中养护28 d后的愈合情况,初步探讨了裂缝在Na_2SO_4溶液中的自愈合机理。结果表明:Na_2SO_4溶液养护相对清水养护有助于0.01 mm以下裂缝愈合;裂缝宽度达到0.02 mm时,随着Na_2SO_4溶液浓度的增加裂缝先愈合后开裂。主要原因在于随着裂缝变宽,Na_2SO_4溶液与未水化水泥颗粒的接触几率增加,Na_2SO_4溶液浓度的升高有利于钙矾石等水泥水化产物大量集中生成,当水化产物生成适量时对裂缝愈合有利,而其生成过量时,水化产物对裂缝两侧的膨胀应力会导致已初步愈合裂缝再次开裂。     

水泥基阻尼材料的研究进展

近几年来,国内外对于水泥基阻尼材料的研究较多,成果包含材料、测试方法、阻尼机理等.综述了国内外的相关文献,归纳了影响水泥基阻尼材料的主要因素,并对不同原料在改善阻尼性能的机理方面进行了总结.     

水泥基材料水分传输的影响因素研究

混凝土内部的水分传输性能是混凝土耐久性研究的重要组成部分,被认为是引起混凝土材料失效破坏的主要因素之一。通过毛细吸水试验,研究了水灰比、烘干温度、养护时间和矿物掺合料对水泥砂浆吸水性的影响规律。试验结果表明:低水灰比条件下的水泥砂浆的毛细吸水能力显著降低;烘干温度的增加和养护时间的减少都会促进砂浆的吸水性;掺入适量的超细矿渣粉和粉煤灰可以改善水泥砂浆的抗渗性能。     

建筑垃圾、粉煤灰双掺对压制成型水泥基材料性能影响的研究

针对建筑垃圾、粉煤灰双掺在压制成型水泥基材料的应用进行研究,探索了建筑垃圾取代全部河砂、粉煤灰以不同掺量取代水泥时对水泥基材料强度和耐久性的影响规律。研究结果表明:在建筑垃圾取代全部河砂的前提下,掺有粉煤灰的水泥基材料强度随粉煤灰掺量的增加而降低;随着养护龄期的延长,水泥基材料的强度增长率随着粉煤灰掺量的增加呈增加趋势。在耐久性能方面,粉煤灰掺量≤50%时,满足D100的抗冻等级指标,掺量达到66.7%时,只能满足D50的抗冻等级指标。     

水泥基材料开裂敏感性评价方法分析

开裂问题一直是水泥基材料研究领域中的热点,特别是因非荷载作用引起的早期开裂问题近些年尤其受到关注。自由收缩值不能直接用于评价水泥基材料的抗裂性能．试验必须在约束条件下进行。本文主要对国内外水泥基材料的约束收缩开裂敏感性试验评价方法进行了总结和评述。研究表明：水泥基材料抗裂性的研究取得了一定的进展,但是,鉴于导致开裂因素的复杂性,要定量评价水泥基材料的抗裂性,还需从材料学、力学、热学和数学乃至仿生学等交叉学科入手,做大量研究工作。