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混凝土的脆性本质使其在长期的使用过程中极易产生裂缝。这些裂缝的存在及发展势必会降低混凝土的耐久性和使用寿命。所以混凝土裂缝修复问题一直是学术界和工程界关注和研究的重大课题。但传统的裂缝修复方法是在出现或检测到裂缝后再进行被动修补,效果欠佳。如若能在宏观裂缝产生之前对混凝土结构中的微小裂缝进行填充及时修复,就无需后期修补。因此,混凝土裂缝自修复材料的研制及相应修复技术研究具有重要的现实意义。本论文依据缓释膨胀、络合沉淀和碳化结晶等理论,选取多种组分,采用均匀设计方法探索了各组分的最佳比例。其次,研究了复配的裂缝自修复材料对砂浆和混凝土结构中微裂缝的修复效果,以及对混凝土耐久性的影响;最后,采用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微(SEM)探讨了裂缝的自修复机理。所得结论主要如下:(1)复配裂缝自修复材料的最佳配比为:络合组分:调凝组分:储水组分:增塑组分:密实组分=1:0.25:2:3.37:13.47。掺入复配裂缝修复材料的水泥胶砂试件在标养7 d和28 d时,其抗压强度分别较对照组提高了16.9%和14.9%,抗压强度恢复率分别达到了116%和115%,远高于对照组的100%和90%。(2)裂缝自修复材料的掺入不仅能够改善砂浆本身的抗渗性能,而且能充分修复砂浆中裂缝,提高裂缝修复后的二次抗渗性能和整体抗压强度。当裂缝自修复材料掺量为6%时,砂浆的抗渗性能提高最为明显,一次抗渗压力和二次抗渗压力分别较对照组分别提高0.4 MPa和0.9 MPa;预留裂缝砂浆养护7 d,28 d和60 d的抗压强度分别较对照组砂浆增加了1.4 MPa,6.1 MPa和7.2 MPa。(3)裂缝自修复材料在一定程度上提高了混凝土的基本力学性能,7 d,14 d和28 d的抗压强度分别较对照组提高了5.7%,8.6%和9.3%,而且在混凝土出现损伤或裂缝时,可对其进行及时修复并使其强度继续增长,7 d,14 d和28 d的强度恢复率抗压强度分别达到了112%,108%和104%。此外,裂缝自修复材料的掺入在一定程度上改善混凝土的耐久性。(4)裂缝自修复机理在于:自修复材料通过缓释膨胀、络合沉淀和碳化结晶等作用促进了裂缝处片状Ca(OH)2、针状AFt、球状CaCO3晶体以及絮状的C-S-H凝胶体和微晶的生成。这些物质相互交结不仅填满、修复了裂缝,而且提高了浆体的整体强度。