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混凝土裂缝自愈合是模仿动物的骨组织结构受创后的再生、恢复机理,在混凝土出现裂缝后,通过激发混凝土内部的化学反应致使混凝土裂缝自动愈合。这一新型的裂缝自愈合技术,具有修复效果显著、环保、施工简便等优点。本文在对裂缝自愈合机理的分析研究基础上,通过与日本Aston公司合作,研制开发了一种裂缝自愈合材料,对该材料的自愈合效果和作用机理进行了研究与表征,在系统研究该材料对混凝土力学性能影响的基础上,进行了混凝土梁自愈合效果试验研究。主要研究结论如下:
1.在查阅与分析了大量国内外文献资料的基础上,提出了混凝土裂缝自愈合的理念,并以此为理论依据,与日本Aston公司合作研制出了环保型混凝土高效致密除缝材料一ECRM。
2.制备开裂的混凝土试件,并将其浸泡于ECRM溶液中,观测研究裂缝处变化情况。结果表明,ECRM能高效实现混凝土裂缝的自愈合。
3.ECRM对混凝土力学性能的影响研究表明,混凝土在进行ECRM涂抹施工后,其各项力学性能均有所提高。力学性能的提高程度主要与混凝土水灰比、ECRM涂抹用量、ECRM涂抹施工后的养护龄期、ECRM涂抹施工后的养护方式以及混凝土基面处理工艺相关。在综合分析研究各项因素对于力学性能影响程度的基础上,提出了合理高效的ECRM施工工艺。
4.混凝土简支梁自愈合试验的研究表明,对于在役混凝土结构,进行ECRM涂抹施工后,混凝土的开裂荷载能提高66.7%。对于宽度小于0.1mm的混凝土裂缝,ECRM能实现混凝土裂缝的高效自愈合,且其二次开裂荷载比一次开裂荷载提高50%。对于宽度大于0.1mm的混凝土裂缝,ECRM能实现裂缝处的自愈合,其开裂荷载能恢复到90%以上。