水泥基材料自修复颗粒的制备及其修复效果事前快速评价方法

作者：顾春平; 双雨竹; 马俊涛; 周勇; 杨杨^*; 刘金涛; 金城阳

来源：材料导报, 2023, 1-11.

• 自修复
• 反应修复剂
• 高吸水性树脂
• 高性能混凝土膨胀剂
• 渗水装置

针对多数水泥基材料自修复技术在渗漏水条件下修复物质被冲走、裂缝自修复效果难以达到预期且可修复裂缝宽度较窄的问题，本文结合物理膨胀修复和化学反应修复的优点，以螯合处理的高吸水性树脂（Chelation Super Absorbent Polymer，C-SAP）为物理修复剂，以反应修复剂（Reactive Healing Agents，RHA）和高性能混凝土膨胀剂（High Pedormance Calcium Sulpho Aluminate，HCSA）为化学修复剂，设计并制备了一种能在渗漏水条件下快速、高效修复裂缝的自修复颗粒，并改进了自制裂缝水渗透实验装置，开展了自修复颗粒修复效果的事前快速评价，最后采用X-射线衍射分析方法分析了修复产物的物相组成。结果表明：自制裂缝水渗透实验装置能在将自修复颗粒应用于水泥基材料前有效且快速地评价颗粒的自修复效果，从而实现自修复颗粒组成的快速优选。当自修复颗粒中C-SAP: RHA: HCSA= 7.5: 32.5: 60，颗粒掺量为20%和30%时，能够在672 h时完全封堵0.5 mm的裂缝；颗粒中的C-SAP: RHA: HCSA= 10: 30: 60且颗粒掺量为30%时，能够在1008 h时完全封堵0.6 mm的裂缝。在裂缝修复早期，C-SAP解螯合并吸水膨胀，快速封堵裂缝，降低水流量；随后，化学修复物质通过化学反应生成的白云石、钙矾石和方解石等结晶产物，从而将裂缝修复。

• 单位
  土木工程学院; 浙江工业大学