混凝土裂缝自愈合影响因素研究

摘要

混凝土以其诸多优点广泛应用于建筑、水利等工程领域，但裂缝一直是混凝土结构存在的最大问题，裂缝大大降低了结构物的功能性和安全性。混凝土作为性能优良的建筑材料，对裂缝具有一定的自愈合能力。
　　 本文主要对粉煤灰、硅粉、裂缝的宽度、养护条件等影响混凝土裂缝自愈合的各因素进行了研究；借助扫描电镜（SEM）、X 射线衍射分析（XRD），对不同配合比、不同龄期混凝土试件裂缝自愈合的化学反应过程、产物进行分析；应用灰色理论的灰关联度和GM（1，N）模型对影响裂缝自愈合的因素进行数值分析。
　　 研究结果表明：纯水泥混凝土试件，裂缝自愈合效果较好，裂缝处劈裂抗拉强度较高；掺粉煤灰的混凝土试件，自愈合早期裂缝处劈裂抗拉强度较低，随着龄期的增长强度增长明显，可以达到无裂缝试件强度的30％以上；掺硅粉混凝土试件，裂缝自愈合早期劈裂抗拉强度增长明显，强度高于掺粉煤灰的混凝土试件；宽度在0.30mm～0.50mm 间的裂缝，经过自愈合，裂缝处强度有明显增长；水是混凝土裂缝自愈合的关键因素，在清水中养护的混凝土自愈合能力明显高于标准养护条件；裂缝出现的龄期越早、养护的时间越长，自愈合效果越好。
　　 混凝土裂缝自愈合主要发生的化学反应是，裂缝处的水泥二次水化生成水化硅酸钙等水化产物和2 ) (OH Ca 晶体， 2 ) (OH Ca 继续同水中2 CO 反应生成3 CaCO 晶体。
　　 利用灰关联度和GM（1，N）模型对影响裂缝自愈合的因素进行了分析，影响混凝土裂缝自愈合的最主要的因素是混凝土的水泥用量，愈合期为28d 时，裂缝的宽度是较为重要的影响因素，愈合期增加到180d，粉煤灰掺量成为重要的影响因素。
　　 本文还阐述了混凝土裂缝自愈合研究存在的问题，并对今后的研究方向进行了展望。