自愈合混凝土的发展可有效改善混凝土结构的耐久性问题,延长结构的使用寿命,而水泥基材料自愈合性能的研究是自愈合混凝土发展的基础。内置愈合剂的微胶囊技术是目前较为有效的愈合方法之一,然而微胶囊的壁材与水泥基体之间的相容性问题会对愈合效果产生较大影响。因此,国内外学者开始探索内置愈合剂的无机多孔材料愈合方法,该方法不仅能够解决相容性问题,还可以丰富自愈合技术的研究角度和使用范围,进而推动混凝土结构向着智能化、绿色化方向发展。为此,本文采用无机多孔材料作为愈合剂的载体,并研究其对水泥基材料自愈合性能的影响。主要包括如下研究内容和研究成果:(1)以页岩陶砂为硅酸钠愈合剂的载体,制备了吸液性强、保液性好的胶囊化页岩陶砂。首先通过断面形貌的观察和吸液倍率的测定,选择页岩陶砂作为愈合剂的载体;然后分析真空吸附方式对吸液能力和保液能力的影响,并设计四因素三水平正交试验得到吸附处理过程中的最佳水平组合和最大吸附率;最后对页岩陶砂进行包封处理,并以质量损失法和离子溶出法评价包封处理的效果。(2)分析了不同愈合环境下裂缝处传输性能和裂缝宽度的变化情况,探究了胶囊化页岩陶砂在水泥基材料中的愈合作用。首先确定标准养护室、去离子水和饱和氢氧化钙溶液三种愈合环境;然后以毛细吸水试验测定裂缝处传输性能的变化,同时分析不同愈合环境下的愈合机制与传输性能变化之间的关系;最后以显微镜观察试验测定裂缝宽度的变化,研究掺有胶囊化页岩陶砂试件的愈合趋势。(3)揭示了愈合产物极限生成量随陶砂掺量和裂纹长度变化的规律,评定了胶囊化页岩陶砂在水泥基材料中的愈合潜能。利用积分几何与几何概率的相关知识,基于一定的基本假设,首先建立二维区域内裂纹与陶砂在不同相交状态下的概率公式;然后结合胶囊化处理中的试验参数,得到单个陶砂破裂后愈合产物生成量的理论计算值;最后建立任意截面内的愈合产物极限生成量公式,探究不同陶砂掺量和裂纹长度情况下愈合产物极限生成量的变化规律。