【摘 要】
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混凝土具有原料来源丰富、强度高、成型方便、耐久性好等优点而得到极为广泛的应用。然而,混凝土在服役期间易因应力作用而出现损伤和开裂,导致其力学性能和抗渗性降低,严重降低其使用寿命。离子络合剂可促进混凝土中的钙离子与硅酸根、碳酸根反应,形成硅酸钙和碳酸钙,从而赋予混凝土损伤和裂缝自修复能力。为进一步提高混凝土的自修复能力,本文将离子络合剂分别与含硅酸根、碳酸根的无机化合物复合后用于混凝土,以延长混凝土
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“极端环境下自修复及抢修抢建混凝土制备关键技术及示范”；
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混凝土具有原料来源丰富、强度高、成型方便、耐久性好等优点而得到极为广泛的应用。然而,混凝土在服役期间易因应力作用而出现损伤和开裂,导致其力学性能和抗渗性降低,严重降低其使用寿命。离子络合剂可促进混凝土中的钙离子与硅酸根、碳酸根反应,形成硅酸钙和碳酸钙,从而赋予混凝土损伤和裂缝自修复能力。为进一步提高混凝土的自修复能力,本文将离子络合剂分别与含硅酸根、碳酸根的无机化合物复合后用于混凝土,以延长混凝土的服役寿命。本文分别研究了离子络合剂与碳酸氢钠、硅酸钠和氟硅酸镁的协同使用对水泥砂浆和混凝土力学性能、孔结构和自修复能力的改善效果,通过对自修复产物的形貌观察和成分分析,探讨了络合剂与无机化合物的协同作用机理。主要结论如下:（1）络合剂分别与硅酸钠和氟硅酸镁的协同使用改善了水泥基材料的孔结构,明显提高了水泥基材料的力学性能。与单掺0.50%络合剂的砂浆相比,掺加0.50%络合剂和0.25%硅酸钠或0.25%氟硅酸钠的砂浆有害孔（大于0.1微米）分别减少了46.8%和33.0%,抗压强度分别提高了12.4%和8.2%,但掺加0.50%络合剂和0.25%碳酸氢钠的砂浆中有害孔反而增加,力学性能下降。（2）络合剂与硅酸钠、氟硅酸镁的协同使用明显提高了砂浆的内部损伤和裂缝自修复能力。与单掺0.50%络合剂的砂浆相比,掺加0.50%络合剂和0.50%硅酸钠或0.50%氟硅酸镁的砂浆经预压损伤再养护28d后的抗压强度保留率分别提高了21.3%、13.0%,通过劈裂形成的宽度为0.46mm和0.31mm裂缝可在养护28d后完全愈合,而掺加络合剂与碳酸氢钠的砂浆抗压强度保留率和裂缝自修复能力均无提升。（3）与单掺络合剂相比,掺加络合剂和硅酸钠或氟硅酸镁的混凝土冻融损伤和裂缝自修复能力得到显著提高。掺加络合剂与硅酸钠的混凝土经劈裂形成的宽度为0.49mm的裂缝能在养护3d后愈合;掺加络合剂与氟硅酸镁的混凝土经劈裂形成的宽度为0.30mm的裂缝能可在养护3d内愈合,宽度为0.35mm的裂缝在养护7d后愈合。（4）络合剂与硅酸钠或氟硅酸镁协同使用均能提高混凝土抗冻融性能及其自修复能力。与单掺络合剂混凝土相比,络合剂与氟硅酸镁或硅酸钠复掺的混凝土冻融300次后的质量损失率分别降低28.0%和40.3%、抗压强度损失率分别降低了10.97%和23.66%;氯离子渗透系数增大幅度分别降低12.40%和29.23%。（5）SEM观察表明络合剂与硅酸钠或氟硅酸镁的协同使用可以促进水泥基材料中方解石和CSH凝胶的生成,提高水泥基材料的密实度,有利于改善水泥基材料的力学性能和自修复能力。
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