镁质膨胀剂微胶囊对砂浆裂缝自修复效果的影响研究

混凝土呈脆性、内部易产生细小裂缝,从而影响混凝土的整体性和耐久性。以氧化镁膨胀剂、硅质材料和水泥为囊芯,硅酸盐材料为囊壁,制备了四种粒径的镁质膨胀剂微胶囊。研究了各粒径微胶囊掺量对砂浆试件抗压强度的影响;以强度恢复率和裂缝面积修复率作为评价指标,探讨了微胶囊对砂浆裂缝自修复性能的影响;采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对裂缝处自修复物质进行物相和形貌分析,探讨了自修复机理。结果表明,当微胶囊掺量不超过10%时,微胶囊的掺入提升了砂浆试件的抗压强度。当微胶囊掺量为10%、粒径为1.18~2.36mm、二次养护14 d时,宽度0.3 mm以下的裂缝完全修复,裂缝面积修复率达到100%,远高于空白组。结合XRD和SEM分析可知,裂缝修复的主要机理是裂缝中C-S-H凝胶、Ca(OH)_(2)、CaCO_(3)、AFt和Mg(OH)_(2)等高强、微膨胀物质大量生成,有效填充了裂缝空间,促进了裂缝的愈合,从而显著提升了砂浆的耐久性与整体性能。

膨胀结晶法裂缝填充技术分析与评价

文中通过面积修复率和超声脉冲速度法评价了西卡膨胀结晶自修复剂的修复效果。试验结果表明,膨胀结晶自修复剂作用下生成的修复产物有效填充了裂缝区,提升了水泥砂浆内部的密实度,该膨胀结晶自修复剂的修复产物主要有Mg(OH)_(2)和CaCO_(3)。

微生物自修复混凝土裂缝自修复动力学模型

为了对自修复混凝土自修复过程的详细描述建立统一的数学模型,成型了对照组和试验组试件,通过渗水法和图像处理技术记录了混凝土自修复效果随龄期延长的变化,初步拟合结果显示面积修复率和抗水渗透修复率成正比。以一级动力学模型为基础推导出自修复混凝土裂缝自修复动力学模型,拟合结果显示,该模型对自修复混凝土自修复效果随龄期增长的变化具有较好的拟合效果。以该模型为基础的数据拟合结果显示,对照组的面积修复率小于抗水渗透修复率,二者差值先增大后趋于稳定,试验组面积修复率大于抗水渗透修复率,二者差值先增大后减小。将试验组和对照组作差后可得到修复剂作用动力学模型,进一步求导后可得到修复剂作用修复速率模型,经分析后发现微生物修复剂对裂缝自修复的作用时间为27~32 d。

修复方式对墩身混凝土裂缝修复效果的影响

采用环氧树脂、纯微生物修复液、一次性灌砂加微生物修复液和三次均段灌砂加微生物修复液四种修复方式修复墩身混凝土裂缝,然后对4种修复方式下试样进行修复速率、面积修复率、声时下降率、抗压强度、矿物组成和微观形貌等内容分析。试验结果表明:(1)环氧树脂修复裂缝效率最高,仅需两次,且面积修复率能达到100%,微生物参与修复的方式中一次性灌砂修复裂缝效率最高,修复次数为40次,面积修复率能达到96.38%;(2)环氧树脂修复后的混凝土试样抗压强度提升最大,修复后可达基准混凝土力学性能的88.90%;一次性灌砂加微生物修复裂缝效果比环氧树脂略差,但修复后可达到基准混凝土力学性能的87.17%,修复效果相当;(3)一次性灌砂加微生物修复液修复裂缝后声时下降率最大,平均声时下降率15.91%,比环氧树脂修复深度更深;但相比环氧树脂,混凝土裂缝经纯微生物修复液和三次均段灌砂加微生物修复液修复后存在较多的孔隙,经一次性灌砂加微生物修复液修复后均匀性较差。