不同条件下的水泥基材料自然自愈合性能研究
Research on the Autogenous Self-healing Properties of Cement-based Materials under Different Conditions
关键词：
自然自愈合；水泥砂浆；裂缝；抗压强度；恢复率
Key words：
Autogenous self-healing；Cement mortar；Crack；Compressive strength； Restoring ratio
刊期：
２０19年第6期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2019.06.005.05
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金资助项目（51308013）；北京市自然科学基金资助项目（8152009）。
作者：
石晓东1，何 欢1，梁瑞华2，曹力强2，李晓宇1
单位：
1.北京工业大学建筑工程学院，100124；2.中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013
摘要
摘 要：以普通硅酸盐水泥砂浆作为研究对象，综合考虑了水泥细度、水灰比、外部荷载加压、预制裂缝龄期等因素，采用裂缝宽度恢复率和强度恢复率的表征方法，对砂浆试块裂缝自然自愈合性能进行了试验研究。试验结果表明：试块裂缝在加压条件下比自由条件下的自愈合能力明显更好，试块养护180 d后，前者裂缝宽度愈合率可达到90.8%，而后者只有55.4%；试块在养护14 d后预制裂缝比养护28 d后预制裂缝的自然自愈合效果更好；此外，随着水泥细度的增加以及水灰比的增大，试块裂缝的自愈合能力均逐渐降低。
Abstract：The self-healing properties of ordinary Portland cement mortar are evaluated by an experimental approach. The influences of various technical conditions are considered, such as fineness of cement, W/C, compressive constrain and pre-cracking age. Some indicative indices, such as closure ratio of crack width and strength restoring ratio, are used for the evaluation. Some conclusions can be briefly drawn as follows: compressive constrain can significantly promote the self-healing phenomenon, after 180 d of curing, the crack width restoring ratio of the former is 90.8%, while that of the latter is only 55.4%; the curing age of pre-cracking is also sensitive for the self-healing performance, specimen at 14 d is better than one at 28 d; with increasing of cement fineness and W/C, autogenous self-healing capacity of crack is reduced.
结论
（1）水泥砂浆试块裂缝在加压条件下比自由条件下的自愈合能力明显更好，试块在养护14 d后预制裂缝比养护28 d后预制裂缝的自愈合效果更好；此外，随着水泥细度的增加以及水灰比的增大，试块裂缝的自愈合能力均逐渐降低。
（2）水泥砂浆试块预制裂缝后继续养护，前14 d的自然自愈合效果最为明显。而后随着养护龄期的增加，水泥砂浆试块裂缝宽度恢复率以及强度恢复率虽进一步增大，但增长速率却逐渐变缓。
（3）本次试验中，水灰比为0.3、水泥比表面积为330.19 m2/kg、外部加压荷载为1 MPa、养护14 d后预制裂缝的水泥砂浆试块自然自愈合效果最好；在养护至180 d时，裂缝宽度恢复率、强度恢复率可分别达到90.8%、178.2%。
（4）试验结果表明：水泥砂浆试块强度恢复率与裂缝宽度恢复率的变化规律一致，呈现出正相关性，这表明除了可直接通过观测裂缝宽度变化外，也可通过试块的强度恢复率来表征裂缝的自然自愈合能力。
（5）试验进一步证明了水泥砂浆材料自然自愈合性能直接受各种内部和外部因素的影响。正确利用该影响机制并创造有利条件，可激发和提高水泥砂浆对微观裂缝的自然自愈合能力，从而提高建筑结构的综合性能。
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引用本文
石晓东,何欢,梁瑞华,等.不同条件下的水泥基材料自然自愈合性能研究[J].混凝土与水泥制品,2019(6):5-8+28.
SHI X D,HE H,LIANG R H.et al.Research on the Autogenous Self-healing Properties of Cement-based Materials under Different Conditions[J].China Concrete and Cement Products,2019(6):5-8+28.
上一个： 早强型高延性水泥基复合材料的性能研究
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