混凝土裂缝自愈合国内外研究现状综述

国外桥梁关于混凝土温度裂缝控制研究现状
摘要：
一、引言
二、混凝土温度裂缝的成因
三、国外桥梁混凝土温度裂缝控制方法
1.原材料选择与优化
2.混凝土施工温度控制
3.后期养护及裂缝修复
四、案例分析
五、总结与展望
正文：
随着我国桥梁建设的快速发展，混凝土温度裂缝问题日益引起广泛关注。

本文将针对国外桥梁混凝土温度裂缝控制研究现状进行介绍，以期为我国相关研究和实践提供借鉴。

混凝土温度裂缝的成因主要包括原材料热膨胀系数差异、温度梯度引起的热应力以及施工过程中的温度控制不当等。

在混凝土浇筑过程中，由于内外部温差过大，容易产生裂缝。

因此，对混凝土温度裂缝的有效控制是确保桥梁结构安全性和耐久性的关键。

国外在桥梁混凝土温度裂缝控制方面已取得一定成果。

首先，在原材料选择与优化方面，通过使用低热膨胀系数的骨料、优化混凝土配合比，降低裂缝产生的可能性。

其次，在混凝土施工温度控制方面，采用蓄热法、预冷法等方
法，减小混凝土内外部温差，降低热应力。

此外，在后期养护及裂缝修复方面，采用湿养护、表面覆盖保湿材料等措施，延长混凝土的湿润养护时间，提高混凝土抗裂性能。

同时，针对已产生的裂缝，采用化学灌浆、表面涂抹等方法进行修复。

案例分析方面，例如美国纽约韦拉扎诺海峡大桥，在施工过程中采用了蓄热法控制混凝土温度，有效减小了温度裂缝的产生。

德国科隆-波恩桥在设计阶段充分考虑了原材料的热膨胀系数，通过合理选材和优化配合比，降低了混凝土温度裂缝的风险。

总之，国外桥梁混凝土温度裂缝控制研究已经取得了一定的成果，为我国桥梁建设提供了有益的借鉴。

混凝土裂缝自愈合国内外研究现状综述本文综述了混凝土自愈合机理的研究现状，归纳了外部环境、裂缝宽度、胶凝材料等因素对混凝土自愈合影响的研究成果，汇总了混凝土裂缝自愈合的研究手段。

标签混凝土；裂缝；自愈合；综述前言混凝土因其有良好的可塑性、高强性和耐久性而成为目前应用最广泛的工程材料，但混凝土本身脆性大，受物理收缩、内外温差等因素的影响，不可避免的会产生局部损伤和裂缝。

材料产生缺陷裂纹源或裂纹源扩展，在无外界作用情况下，本身具有自我恢复，令裂纹愈合的能力，称为自愈合[1]。

混凝土裂缝自愈合，指在不通过任何外界干预的条件下混凝土自身对裂缝的修复能力。

1、混凝土自愈合研究的意义和目的由于混凝土会因为各种原因产生程度不一、形式各异的损伤，而多数损伤以裂缝的形式表现出来，统计显示由于混凝土变形产生的裂缝约占裂缝总数的80%，外荷载直接应力产生的裂缝约占20%。

根据裂缝的程度和形式不同，可以将存在小于0.05mm细小裂缝的结构视为无裂缝结构，普遍认为这样的裂缝对建筑功能性影响不大；而当裂缝的程度大于这个界限时，则认为随着裂缝宽度、深度的不断增加会对建筑物的安全造成严重的损害，并对其正常使用构成显著影响。

现阶段对裂缝的预防或后期治理都基于以往对混凝土裂缝的普遍认识，以及人们不断增强的对建构筑物的安全意识和功能要求。

传统的观念认为在外界影响因素的不断作用下，裂缝的发展会不断的进行，已有的裂缝会进一步恶化，因此当发现有明显的裂缝或贯穿裂缝存在时，必须予以治理。

但裂缝在形成之后其发展变化的趋势到底如何，是否存在自愈合的可能？混凝土自愈合研究的目的就在于换一个角度来研究混凝土损伤或者裂缝的发展变化，以及裂缝对混凝土物理力学性能的影响，重新定义裂缝的危害和利弊，为损伤或裂缝的治愈提供新的思路和途径。

2、混凝土裂缝自愈合机理随着混凝土裂缝自愈合研究的深入，水及其在混凝土内部物理和化学的反应作用成为了影响混凝土的自愈合的重要因素，混凝土裂缝自愈合后期CaCO3晶体生成较为明显，而前期混凝土试件裂缝处的渗水量的减小，主要由裂缝处已经存在松散的颗粒在水流的冲刷下堵塞裂缝造成。

混凝土自修复材料的研究现状与发展趋势一、前言混凝土自修复材料是指在混凝土中添加具有自修复能力的物质，可以在混凝土受到损伤时自动修复，使混凝土的性能得以恢复甚至提高。

自修复技术是一种重要的保护和修复混凝土结构的方法，可以提高混凝土的耐久性和延长其使用寿命。

本文将对混凝土自修复材料的研究现状和发展趋势进行探讨。

二、自修复材料的分类自修复材料主要分为微生物修复材料、化学修复材料、物理修复材料和智能修复材料四类。

1. 微生物修复材料微生物修复材料是指在混凝土中添加具有自修复能力的微生物或其代谢产物，可以通过微生物代谢作用实现混凝土的自修复。

微生物修复材料的主要优点是具有较好的环境适应性和自我繁殖能力，但其自修复速度较慢，需要较长的修复时间。

2. 化学修复材料化学修复材料是指在混凝土中添加具有自修复能力的化学物质，可以通过化学反应实现混凝土的自修复。

化学修复材料的主要优点是自修复速度快，但其修复效果受环境因素影响较大，容易受到水分、温度等因素的影响。

3. 物理修复材料物理修复材料是指在混凝土中添加具有自修复能力的物理材料，可以通过物理变化实现混凝土的自修复。

物理修复材料的主要优点是自修复效果较好，但其自修复速度较慢，需要较长的修复时间。

4. 智能修复材料智能修复材料是指具有自感应、自诊断、自修复等智能功能的材料，可以根据外部环境变化自动进行修复。

智能修复材料的主要优点是自修复速度快、效果好，但其制备成本较高。

三、自修复材料的研究现状混凝土自修复材料的研究始于20世纪80年代，发展至今已有数十年的历史。

目前，国内外学者对混凝土自修复材料的研究已取得了一定的成果。

1. 微生物修复材料的研究现状微生物修复材料的研究主要集中在微生物的筛选、培养和添加量的确定等方面。

目前，已经筛选出了一些具有自修复能力的微生物，如硝化细菌、硫化细菌等。

研究表明，添加适量的微生物可以显著提高混凝土的自修复能力。

2. 化学修复材料的研究现状化学修复材料的研究主要集中在自修复材料的种类、添加量和反应机理等方面。

混凝土自修复技术研究现状分析混凝土自修复技术是指在混凝土受损后，通过一定的机制和手段，使混凝土自行完成修复的过程。

自修复技术的出现，不仅解决了混凝土在使用过程中出现的裂缝、渗漏等问题，还提高了混凝土的使用寿命和耐久性。

本文将从自修复技术的原理、分类、应用和未来发展等方面进行详细的研究分析。

一、自修复技术的原理混凝土自修复技术的原理是通过在混凝土中引入能够自我修复的物质或机制，以达到混凝土自我修复的目的。

自修复技术的主要机制包括化学反应自修复、物理-化学自修复和生物自修复等。

1. 化学反应自修复化学反应自修复是通过在混凝土中添加一些化学物质，使其在混凝土受损时自动启动反应，填充裂缝，从而实现自我修复的目的。

目前常用的化学反应自修复材料包括微胶囊封装材料、聚合物基材料和水胶基材料等。

微胶囊封装材料是将修复剂封装在微小的胶囊中，当混凝土发生裂缝时，胶囊破裂，修复剂与空气中的二氧化碳进行反应，形成硬化物质填充裂缝。

聚合物基材料是在混凝土中添加一种聚合物，当混凝土发生裂缝时，聚合物会自动膨胀填充裂缝。

水胶基材料是一种由水、硅酸盐和其他添加剂组成的混合物，当混凝土发生裂缝时，水胶基材料会与空气中的二氧化碳反应，形成硬化物质填充裂缝。

2. 物理-化学自修复物理-化学自修复是通过在混凝土中加入一些物理-化学材料，使其在受损时自动启动反应，填充裂缝，实现自我修复的目的。

目前常用的物理-化学自修复材料包括微纳米颗粒、纳米纤维和纳米管等。

微纳米颗粒是一种由纳米粒子组成的材料，当混凝土发生裂缝时，微纳米颗粒会自动聚集填充裂缝。

纳米纤维是一种由纳米级纤维组成的材料，当混凝土发生裂缝时，纳米纤维会自动聚集填充裂缝。

纳米管是一种由纳米级管状结构组成的材料，当混凝土发生裂缝时，纳米管会自动聚集填充裂缝。

3. 生物自修复生物自修复是通过在混凝土中加入一些能够自我修复的生物材料，如细菌、菌丝等，使其在混凝土受损时自动启动反应，填充裂缝，实现自我修复的目的。

自愈合混凝土国内外研究现状综述发布时间：2021-01-25T03:03:00.015Z 来源：《防护工程》2020年29期作者：邵建树[导读] 近年来，自愈合混凝土研究不断受到关注，相较于传统的裂缝修复技术，自愈混凝土强调预防，实时监测，及时修复，在降低长期维护成本，节约资源，绿色环保等方面有着巨大的潜力。

重庆交通大学土木工程学院重庆 400047摘要：近年来，自愈合混凝土研究不断受到关注，相较于传统的裂缝修复技术，自愈混凝土强调预防，实时监测，及时修复，在降低长期维护成本，节约资源，绿色环保等方面有着巨大的潜力。

文章综述了国内外相关领域的研究成果，并对存在的一些问题和研究方向进行了讨论和展望。

关键词：自愈合；裂缝；混凝土1 引言裂缝是导致混凝土结构发生破坏的重要原因。

然而，由于经济和技术问题，研究人员和从业者往往发现很难通过实时监测并及时修复来阻止裂缝发生。

定期检查和维修费用对承包商来说通常是不切实际和负担不起的。

此外，公路等基础设施通常要承担公共义务和责任，而目前的维修方式不能保证不发生交通中断，由此造成的社会和经济连带损失是惊人和不可估量的。

因此，人们开始注意一种新的修复裂缝的机制，即自愈混凝土。

自愈混凝土的灵感来自被破坏了的树木和动物的皮可以自动愈合的自然现象。

总的来说，胶凝材料中裂缝能够自愈的原因是一系列复杂的化学和物理反应的综合结合。

自愈合混凝土能够修复裂缝的机理可以概括为：1)碳酸钙或氢氧化钙的形成填补了裂缝；2)水中的杂质和松散的混凝土颗粒导致裂缝剥落堵塞裂缝。

c)未反应的水泥或胶凝材料的进一步水化。

2 国外研究现状水泥基体具有自修复的特点是Abrams于1925年首次发现的，他发现测完28d抗压强度的损伤混凝土试件，置于户外环境8年后，抗压强度为的28d两倍多。

Anthony Jefferson等人通过试验证实了形状记忆聚合物定向收缩筋后张砂浆梁的概念在裂缝闭合和低水平预应力方面是可行的，并且从一系列的筛检试验判断，最有效的肌腱材料是PET收缩剂。

国外桥梁关于混凝土温度裂缝控制研究现状摘要：一、引言二、国外桥梁混凝土温度裂缝控制研究现状1.混凝土温度裂缝的产生原因及影响2.温度裂缝的预防措施3.温度裂缝的修复技术三、结论正文：一、引言随着我国基础设施建设的快速发展，桥梁工程在国民经济中的地位日益重要。

其中，混凝土桥梁在桥梁结构中占据着很大的比例。

然而，混凝土桥梁在使用过程中，由于温度变化、混凝土收缩等因素，容易出现裂缝现象。

温度裂缝对桥梁的使用和安全造成很大的威胁，因此，研究混凝土桥梁温度裂缝的控制技术具有重要的现实意义。

本文将对国外桥梁混凝土温度裂缝控制研究现状进行概括介绍，以期为我国相关领域的研究提供借鉴和参考。

二、国外桥梁混凝土温度裂缝控制研究现状1.混凝土温度裂缝的产生原因及影响混凝土温度裂缝主要是由于混凝土在施工过程中，受到内外部因素的影响，使其温度发生变化，从而导致混凝土的体积收缩和应力集中，最终形成裂缝。

温度裂缝的产生原因包括混凝土的热收缩、水泥水化热、施工过程中的温度变化等。

温度裂缝对桥梁结构的影响主要表现为降低结构的抗渗性能、抗碳化性能和抗裂性能，严重时可能导致桥梁结构破坏，危及使用安全。

2.温度裂缝的预防措施为了有效预防混凝土桥梁温度裂缝的产生，国外研究者提出了许多有效的预防措施，包括：(1) 选择低热混凝土，降低水泥用量，使用矿物掺合料等；(2) 控制混凝土的施工温度，避免温度过高或过低；(3) 优化混凝土的配合比，提高混凝土的抗裂性能；(4) 施工过程中采取保温保湿措施，降低混凝土的温度变化；(5) 合理设计桥梁结构，提高结构的抗裂性能。

3.温度裂缝的修复技术对于已经产生的混凝土桥梁温度裂缝，需要采取相应的修复技术进行处理。

国外研究者针对温度裂缝的修复技术进行了深入研究，主要包括以下几种方法：(1) 表面密封法：采用密封胶或其他材料对裂缝进行填充，以阻止水分和有害气体的侵入；(2) 灌浆法：通过钻孔将灌浆材料注入裂缝内部，以增强裂缝的抗裂性能；(3) 碳纤维布加固法：将碳纤维布粘贴在裂缝表面，以提高结构的抗拉强度和抗裂性能；(4) 喷涂法：采用专门的喷涂设备，将修复材料喷涂在裂缝表面，形成一层保护层，以阻止裂缝的进一步扩展。

混凝土裂缝自愈合性能的研究及进展混凝土在受力或其它因素的作用下，会出现裂缝，影响了混凝土的使用寿命，裂缝自愈合混凝土可以在不影响结构尺寸和美观的情况下，在混凝土出现裂缝后，自动分泌出的粘结液流出深入裂缝，粘结液可使混凝土裂缝重新愈合，恢复并提高混凝土的性能。

1 裂缝的危害以及形成的原因土木工程结构中，钢筋和混凝土是最常使用的两种材料。

但是，由于受到自身材料性能的限制，钢筋混凝土结构中总是存在着程度不同的裂缝，裂缝对结构的使用性能及使用寿命都会产生非常大的影响：一方面，在外荷载的作用下，结构的破坏都是由混凝土中裂缝的逐渐发展所导致；另一方面，裂缝的存在会导致裂缝处钢筋发生锈蚀，从而影响整个建筑物的安全性及耐久性能。

裂缝产生的原因可描述如下：钢筋混凝土结构物在使用过程中承受两大类荷载：第一类荷载包括静、动荷载和其他荷载；第二类荷载即变形荷载。

结构的裂缝就是由这两大类荷载引起的，概括起来裂缝的主要成因如下：1）由于外荷载（动、静荷载）的直接作用引起的裂缝；2）由外荷载作用引起的结构次内力，由此产生裂缝；3）由变形引起的裂缝，即结构由温度变化引起自身的收缩膨胀从而引起变形，当变形得不到满足，则在结构内部引起应力，应力超过某一限值后产生裂缝。

根据大量的调查资料，工程实际中的裂缝产生的原因，属于变形变化（温度、收缩、不均匀沉降）引起的约占80%以上；属于由荷载引起的约占20%左右。

2 混凝土本身的愈合能力在混凝土裂缝自愈合研究的初期阶段，主要是基于混凝土本身潜在的愈合能力的研究，实际体现在对于其机理和愈合效果的研究。

J.Stefan(1995)将混凝土试件冻融破坏后，放置水中2～3个月后混凝土几乎能全部恢复损失的共振频率，并且裂缝中有钙矾石晶体和氢氧化钙晶体。

此实验是在有水环境中且产生了水泥水化产物，这说明混凝土自愈合可能的形成原因是混凝土中未水化完全的水泥再次水化。

国内也有学者做了这方面的实验和研究，并更进一步得到确切结论。

国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料，在现代建筑中得到了广泛的应用。

随着建筑业的不断发展，混凝土应用技术也在不断创新和改进。

本篇文章将从国内外混凝土应用技术的研究现状和发展趋势两个方面进行详细的分析。

二、国内混凝土应用技术研究现状1. 高强混凝土技术高强混凝土是指强度达到100MPa以上的混凝土，具有优异的力学性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。

近年来，国内高强混凝土技术得到了长足的发展，已经在多个工程项目中得到了应用，成为了混凝土技术的一个重要分支。

2. 高性能混凝土技术高性能混凝土是指强度在50MPa以上、耐久性能、抗渗透性等多项指标均优于普通混凝土的一种混凝土。

它具有优异的力学性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。

目前，国内高性能混凝土技术已经较为成熟，已经在多个工程项目中得到了应用。

3. 纳米材料掺合技术纳米材料掺合技术是指将纳米材料掺合到混凝土中，以改善混凝土的性能。

纳米材料具有优异的物理、化学和力学性能，可以显著提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性能。

目前，国内纳米材料掺合技术正在逐渐成熟，已经在一些工程项目中得到了应用。

4. 碳纤维增强混凝土技术碳纤维增强混凝土技术是指将碳纤维布或碳纤维条掺入混凝土中，以提高混凝土的强度和抗裂性能。

碳纤维具有优异的力学性能和抗腐蚀性能，可以显著提高混凝土的强度和耐久性。

目前，国内碳纤维增强混凝土技术正在逐渐成熟，已经在一些工程项目中得到了应用。

三、国外混凝土应用技术研究现状1. 自密实混凝土技术自密实混凝土技术是指利用掺有特殊添加剂的混凝土，在混凝土硬化后，自行形成微小气泡，使混凝土具有自密实的性能。

这种混凝土具有较高的抗渗性能和耐久性能，可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。

目前，自密实混凝土技术已经在国外得到了广泛的应用。

2. 自愈合混凝土技术自愈合混凝土技术是指利用特殊的添加剂，使混凝土在出现细小裂缝时，自行愈合。

混凝土路面裂缝自愈合技术研究一、研究背景混凝土路面是公路、桥梁等交通设施中常用的材料，但长期使用后会出现裂缝现象，严重影响了路面的使用寿命和安全性。

为了延长混凝土路面的使用寿命，提高公路的安全性，自愈合技术被引入到混凝土路面维修领域。

二、自愈合技术基本原理自愈合技术是指在材料受损后，通过内部自身机制，将材料的损伤恢复到原始状态的过程。

在混凝土路面中，自愈合技术的基本原理是利用在混凝土中添加的自愈合剂，当混凝土受到外力破坏时，自愈合剂中的物质会填充至混凝土裂缝中，随着时间的推移，自愈合剂中的物质会通过化学反应形成新的结晶，填充裂缝，最终达到自愈合的效果。

三、自愈合剂的种类和特性1.微生物自愈合剂微生物自愈合剂是将具有生物活性的微生物添加到混凝土中，当混凝土裂缝出现时，微生物会在裂缝中生长繁殖，最终填充裂缝。

微生物自愈合剂具有环境友好、自我繁殖、活性高等特点，但其生长需要一定的温度、湿度等条件。

2.化学自愈合剂化学自愈合剂是通过混凝土中加入一些化学物质，当混凝土裂缝出现时，这些化学物质会在裂缝中发生化学反应，形成新的结晶体，填充裂缝。

化学自愈合剂具有灵活性高、自愈合效果好等特点，但需要注意的是，化学自愈合剂的添加量应该控制在一定范围内，过量添加会对混凝土的性能产生负面影响。

3.纳米自愈合剂纳米自愈合剂是通过将纳米材料添加到混凝土中，当混凝土裂缝出现时，纳米材料会在裂缝中形成新的结晶体，填充裂缝。

纳米自愈合剂具有填缝效果好、使用寿命长等特点，但其添加量应该适当控制，过量添加会对混凝土的性能产生负面影响。

四、自愈合技术的应用现状1.国内应用现状目前，国内的自愈合技术主要集中在实验室阶段，还没有在实际工程中得到广泛应用。

但国内一些高校和科研机构已经进行了许多深入的研究和实验，为自愈合技术的实际应用奠定了基础。

2.国外应用现状国外许多国家已经开始在实际工程中应用自愈合技术，比如荷兰的A58公路、比利时的E313公路等。

自修复混凝土研究现状的技术发展趋势分析一、引言自修复混凝土是一种新型的材料，它具有在混凝土受损后自行修复的能力，可以大大延长混凝土的使用寿命，降低维护成本。

近年来，自修复混凝土得到了国内外学者的广泛关注和研究。

本文将从技术发展趋势的角度出发，分析自修复混凝土研究现状和未来发展方向。

二、自修复混凝土的定义与分类自修复混凝土是一种新型的混凝土，它可以在受损后自动修复损坏部位，恢复原有的力学性能。

根据自修复机制的不同，自修复混凝土可以分为微观自修复混凝土和宏观自修复混凝土两类。

微观自修复混凝土是指通过在混凝土中加入一定量的微生物、无机盐等物质，使其在混凝土受损后能够自行修复微小的裂缝和孔洞等细小的损伤。

它的自修复效果主要是通过微生物的代谢和生长过程中产生的胶凝物质来实现的。

宏观自修复混凝土是指通过在混凝土中加入一定量的自修复剂，使其在混凝土受损后能够自行修复较大的裂缝和孔洞等大型损伤。

它的自修复效果主要是通过自修复剂的化学反应和物理变化来实现的。

三、自修复混凝土的研究现状1. 自修复混凝土的材料研究自修复混凝土的材料研究是自修复混凝土研究的关键。

根据国内外学者的研究成果，目前常用的自修复混凝土材料主要包括微生物、无机盐和自修复剂等。

其中，微生物和无机盐主要应用于微观自修复混凝土的研究，自修复剂主要应用于宏观自修复混凝土的研究。

2. 自修复混凝土的性能研究自修复混凝土的性能研究包括自修复能力、力学性能和耐久性等方面。

自修复能力是自修复混凝土最重要的性能之一，它直接关系到自修复混凝土的使用寿命和维护成本。

力学性能和耐久性是自修复混凝土的基本性能，它们的改善可以提高自修复混凝土的使用寿命和安全性。

3. 自修复混凝土的应用研究自修复混凝土的应用研究是自修复混凝土研究的重要方向之一。

目前，自修复混凝土已经在道路、桥梁、建筑物等工程中得到应用。

自修复混凝土的应用研究可以为其进一步发展提供实践基础和技术支撑。

四、自修复混凝土的技术发展趋势1. 发展微观自修复混凝土微观自修复混凝土是一种新型的自修复混凝土，它的自修复效果主要是通过微生物的代谢和生长过程中产生的胶凝物质来实现的。