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混凝土裂缝自愈合方法混凝土作为建筑领域中最常用的材料，其强度和耐久性是非常重要的。
然而，由于混凝土的特性和环境因素的影响，混凝土表面常常会出现裂缝。
这些裂缝不仅影响混凝土的美观性，更重要的是会导致混凝土的强度和耐久性下降。
因此，寻找一种有效的裂缝自愈合方法是非常重要的。
本文将介绍几种混凝土裂缝自愈合方法。
一、化学自愈合方法化学自愈合是指通过添加一些化学物质来实现混凝土裂缝自愈合的方法。
常用的化学自愈合方法包括微胶囊自愈合技术、聚合物自愈合技术和微生物自愈合技术等。
1. 微胶囊自愈合技术微胶囊自愈合技术是通过在混凝土中添加一些微胶囊来实现裂缝自愈合的方法。
这些微胶囊中包含有一些活性物质，当混凝土出现裂缝时，这些微胶囊就会破裂，释放出活性物质填充裂缝。
该技术的优点是可以实现裂缝自愈合，同时不会对混凝土的强度和耐久性产生影响。
但缺点是微胶囊的添加会增加混凝土的成本，且微胶囊的分布不均匀会影响自愈合效果。
2. 聚合物自愈合技术聚合物自愈合技术是通过在混凝土中添加一些聚合物来实现裂缝自愈合的方法。
这些聚合物具有较好的流动性，可以在混凝土的裂缝中自行流动，填充裂缝并固化。
该技术的优点是可以实现裂缝自愈合，同时对混凝土的强度和耐久性影响较小。
但缺点是聚合物的添加会增加混凝土的成本，且聚合物的固化速度较慢，需要较长的时间才能达到自愈合效果。
3. 微生物自愈合技术微生物自愈合技术是通过在混凝土中添加一些特殊的微生物来实现裂缝自愈合的方法。
这些微生物可以在混凝土表面形成一层生物膜，当混凝土出现裂缝时，这些微生物就会填充裂缝并固化。
该技术的优点是可以实现裂缝自愈合，同时对混凝土的强度和耐久性影响较小。
而且，微生物自愈合具有一定的环保性，不会对环境造成影响。
但缺点是微生物的添加需要一定的技术支持和成本支出，同时微生物的生长受温度、湿度等因素的影响较大，自愈合效果不稳定。
二、物理自愈合方法物理自愈合是指通过混凝土本身的物理性质来实现裂缝自愈合的方法。
混凝土的自修复性能及其影响因素一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域的材料。
但是，在使用过程中，混凝土会因为外界因素的影响而出现各种问题，例如裂缝、空鼓、脱落等。
这些问题会影响混凝土的使用寿命和安全性。
因此，研究混凝土的自修复性能及其影响因素具有重要意义。
二、混凝土的自修复性能混凝土的自修复性能是指在混凝土出现裂缝后，通过自身的材料特性实现自我修复的能力。
混凝土的自修复性能可以分为以下几种类型：1. 微观自修复：混凝土中的水泥石自行填充裂缝，由于表面张力的作用，水泥石会在裂缝中形成一定的凝聚力，从而使裂缝得以自行修复。
2. 微生物自修复：混凝土中添加一定量的细菌或真菌，当混凝土出现裂缝时，这些微生物会在裂缝中繁殖，产生胶原蛋白等物质填充裂缝，从而实现自修复。
3. 化学自修复：混凝土中添加一定量的化学物质，当混凝土出现裂缝时，这些化学物质会在裂缝中产生化学反应，形成新的材料填充裂缝，从而实现自修复。
三、混凝土自修复性能的影响因素混凝土的自修复性能受多种因素影响，主要包括以下几个方面：1. 混凝土本身的材料性质：混凝土的强度、抗压性能、抗张强度等材料特性会影响混凝土的自修复性能。
通常情况下，强度越高的混凝土自修复能力越强。
2. 混凝土中添加的自修复材料：添加微生物、化学物质等自修复材料，可以有效提高混凝土的自修复性能。
3. 环境温度和湿度：环境温度和湿度会影响混凝土的水泥石反应速率和细菌生长速率，从而影响混凝土的自修复性能。
4. 混凝土的裂缝类型和大小：混凝土的裂缝类型和大小会影响自修复材料填充裂缝的效果。
通常情况下，细小的裂缝自修复效果更好。
5. 外力作用：混凝土的自修复性能受外力作用影响较大。
例如，混凝土在承受重载荷时，裂缝会加剧，自修复效果会降低。
四、混凝土自修复技术混凝土自修复技术是指通过添加自修复材料、微生物、化学物质等手段，提高混凝土自修复能力的技术。
目前，常见的混凝土自修复技术主要包括以下几种：1. 微生物自修复技术：通过在混凝土中添加细菌或真菌等微生物，当混凝土出现裂缝时，这些微生物会在裂缝中繁殖，产生胶原蛋白等物质填充裂缝，从而实现自修复。
混凝土的自修复方法及其原理一、前言混凝土是建筑中最常用的材料之一，但是它也有一些缺点，其中之一就是容易出现裂缝。
当混凝土出现裂缝时，会对建筑物的结构和使用带来很大的安全隐患。
因此，混凝土的自修复技术应运而生，本文就混凝土的自修复方法及其原理进行介绍。
二、混凝土自修复方法目前，混凝土的自修复方法主要有以下几种：1. 微生物自修复法微生物自修复法是指利用微生物的代谢能力修复混凝土中的裂缝。
具体方法是在混凝土中添加一种特殊的微生物，当混凝土出现裂缝时，微生物就会被激活，代谢产生的物质会填充裂缝，从而起到修复的作用。
2. 化学自修复法化学自修复法是指在混凝土中添加一种化学物质，当混凝土出现裂缝时，化学物质就会被激活，形成固体化合物填充裂缝。
这种方法的优点是修复速度快，但是对环境的影响较大。
3. 热自修复法热自修复法是指利用混凝土中的热收缩性质修复裂缝。
具体方法是在混凝土中添加具有热收缩性质的材料，当混凝土出现裂缝时，材料就会收缩，填充裂缝，从而起到修复的作用。
4. 光自修复法光自修复法是指利用混凝土中的光敏材料修复裂缝。
具体方法是在混凝土中添加一种光敏材料，当混凝土出现裂缝时，将光照射在裂缝处，光敏材料就会被激活，产生固化效应填充裂缝。
三、混凝土自修复原理混凝土的自修复原理是指在混凝土中添加一种特殊的材料，当混凝土出现裂缝时，材料就会被激活，填充裂缝，从而起到修复的作用。
不同的自修复方法有不同的原理：1. 微生物自修复法的原理是利用微生物的代谢能力填充裂缝，代谢产生的物质可以形成生物石灰石等固体物质，从而起到修复裂缝的作用。
2. 化学自修复法的原理是在混凝土中添加一种化学物质，当混凝土出现裂缝时，化学物质就会被激活，形成固体化合物填充裂缝。
这种方法的优点是修复速度快，但是对环境的影响较大。
3. 热自修复法的原理是利用混凝土中的热收缩性质修复裂缝，当混凝土出现裂缝时，材料就会收缩，填充裂缝，从而起到修复的作用。
水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因分析及处治措施水泥稳定碎石基层是一种常见的路面基层材料，它由水泥、石子和水等成分混合而成。
然而，在使用过程中，往往会出现纵向裂缝的问题，给路面使用带来不便和安全隐患。
下面将针对水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因进行分析，并提出相应的处治措施。
一、产生纵向裂缝的原因分析1.基层结构问题：水泥稳定碎石基层的施工工艺和材料选择对纵向裂缝的形成有重要影响。
若基层的密实程度不够，会导致基层变形，同时也会增加裂缝的产生。
2.作用环境的变化：路面基层会受到来自车辆和气候变化等因素的影响，在重载下会造成基层变形，形成裂缝，也可能是因为干湿循环而引起基层收缩膨胀变化，导致纵向裂缝的产生。
3.混凝土固化过程中的收缩变化：在水泥浆混凝土固化过程中，随着水泥的固化，会产生一定的晶体收缩，这种收缩变化有可能导致纵向裂缝的形成。
4.不当的施工方式：基层施工时，如果没有控制好水泥浆混凝土的密实度，或者施工速度过快，也容易造成纵向裂缝的产生。
二、处治措施1.提高材料的质量：在材料选择方面，可以采用合适的石子和水泥混合比例，并选择高质量的材料来制作水泥稳定碎石基层，以提高基层的抗裂性能。
2.加强基层的施工工艺：在施工过程中，可以加强基层的压实与振动，提高基层的密实度，以减少基层的变形，从而降低纵向裂缝的发生概率。
3.采用控制浇筑方式：在混凝土固化过程中采用适当的浇筑方式，控制浇筑的速度，以减少水泥固化过程中的收缩变化，减少纵向裂缝的产生。
4.加强养护措施：在水泥稳定碎石基层施工完成后，应及时进行养护。
在夏季高温天气下，可以采用浇水降温的方式，降低温度对基层的影响，减少纵向裂缝的产生。
5.对已产生的纵向裂缝进行及时修复：若基层已经产生纵向裂缝，应及时进行修复，可以采用填充材料或加强固结的方式进行修复，以降低裂缝的扩大程度。
综上所述，水泥稳定碎石基层产生纵向裂缝的原因有很多，可以从材料、施工工艺和作用环境等方面进行分析。
微生物水泥基自修复材料8.1 基本现状利用微生物作用进行材料或结构的修复，其基础源于微生物所具有的矿物沉积效应。
自然界中的微生物通过在微生物细胞内部和／或细胞外部生成一些相对不溶的有机和无机的化合物，能有选择性地填塞或黏结具有渗透性的有孔介质。
早在1973年，西班牙生物学家E.博凯（E.Boquet）通过对210种土壤中常见细菌的习性研究，发现只要条件合适，绝大多数细菌都能通过新陈代谢进行合成并沉积碳酸钙晶体矿物［1］。
另外，碳酸钙颗粒亦能通过细胞膜的离子交换过程而形成。
随后陆续的报道表明，在提供相应的营养物质和沉积介质的前提下，微生物也能产生其他的化合物，如多糖蛋白质复合物等各种有机聚合物以及磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、氧化铁和二氧化锰等无机物。
科研人员已经注意到微生物的这种具有选择性的黏结作用，着手研究将这些成岩微生物应用到天然或人造结构的修复，如在石油工程、地质工程、历史建筑和土木工程中的应用［2-10］。
已有文献记载，在油层周围的岩石的裂缝能够被微生物修复，从而增强了石油开采过程中油层结构的完整性［11］。
微生物的这种矿物黏结作用即使在微生物细胞死亡后很长的时间里仍能在大自然中发挥作用。
在岩土工程中，为提高岩土体工程性能，有很多传统处理方法，比如化学灌浆、压力灌浆等，直至今天仍被广泛应用。
但灌入浆液会改变岩土体的生态环境，有些浆液甚至有毒，严重危害岩土体中微生物群落，破坏了固有生态平衡。
若利用微生物及生物技术处理岩土体，将自然界中固有非致病性微生物及培养基接种于被处理的岩土体，微生物诱导矿化沉积，可有效改善岩土体工程性能，该法较传统处理方法环境友好，有利于岩土体中生态平衡的闭合［12］。
微生物矿化沉积材料及方法可作为处理砂土液化、地基压缩沉降、大坝及防洪堤渗漏、边坡稳定等工程问题的新颖替代材料及方法。
在历史建筑方面，人们已注意到通过细菌诱导矿物沉积形成人工矿化层可以修复加固风化建筑表层结构［13］。
混凝土自我修复技术的革命：重塑建筑的未来在现代建筑领域，混凝土作为一种广泛使用的建筑材料，其耐久性和可持续性一直是工程师和科学家们关注的焦点。
近年来，随着自我修复技术的出现，这一领域迎来了一场革命。
自我修复混凝土通过模拟生物体的自愈能力，能够在受到损伤后自动恢复其结构和功能，这一概念不仅令人着迷，更具有改变游戏规则的潜力。
自我修复技术的核心在于其能够在混凝土结构中嵌入一种特殊的“愈合剂”，这种愈合剂在裂缝形成时被激活，进而填充裂缝并恢复混凝土的原始机械特性。
这一过程可以分为两个主要类型：自主修复和工程修复。
自主修复依赖于水泥基复合材料固有的机制，而工程修复则是一个经过设计的工程过程。
尽管这一领域的研究工作已经取得了大量进展，但自我修复技术的潜力尚未完全实现。
自我修复技术的发展，不仅仅是对传统建筑材料的一种补充，它更是对建筑行业可持续发展理念的一种践行。
通过在混凝土中添加如包裹聚合物、矿物质或细菌等愈合剂，可以在特定条件下触发自我修复过程。
例如，当裂缝打开胶囊时，释放的愈合剂就会启动修复机制。
此外，通过添加矿物质添加剂、结晶性掺合料、超吸水剂或其他聚合物，可以刺激自主修复过程。
这种智能的修复方法不仅能够延长混凝土结构的使用寿命，还能减少对环境不友好的修复材料的使用。
在自我修复技术的研究中，环境因素和材料特性的相互作用是关键。
例如，环境友好的细菌如芽孢杆菌可以替代常用的环氧树脂和丙烯酸树脂等修复材料，这些材料不仅对环境不友好，而且可能导致混凝土与修复材料之间的裂缝和剥离。
此外，自我修复的智能方法还包括通过内部或添加化学物质来提供钙离子，这有助于刺激裂缝愈合过程。
自我修复技术的有效性评估通常涉及对恢复的相关机械特性的评估。
在压缩、弯曲和扭转测试中，自我修复混凝土试样的应力-应变关系显示出在损伤后经过愈合处理，其强度恢复率可以达到显著的水平。
这些结果表明，自我修复技术不仅能够提高结构的耐久性，还能够在一定程度上恢复材料的性能。
混凝土裂缝的成因分析及处理目录绪论 (1)一、混凝土裂缝 (2)（一）混凝土的基本特性 (2)（二）混凝土裂缝的种类 (2)（三）混凝土裂缝的成因 (4)二、混凝土裂缝处理方法 (7)三、预防混凝土裂缝施工上应注意事项 (9)（一）模板的安装 (9)（二）钢筋工程 (9)（三）混凝土运输入仓 (9)（四）摊铺初平 (9)（五）振捣、找平 (10)（六）表面处理 (10)（七）伸缩缝 (10)（八）混凝土养护 (10)（九）混凝土路面施工裂缝的预防 (10)（十）各段的高程必须符合X0433—总施07的设计要求 (10)四、结合实例对混凝土结构裂缝的控制进行阐述 (11)（一）工程概况 (11)（二）工程设想 (11)（三）工程抗裂施工措施 (11)（四）其他安全处理措施 (13)结论 (15)（一）混凝土裂缝产生原因 (15)（二）混凝土裂缝的处理方法 (15)（三）混凝土裂缝的控制措施 (15)致谢........................................... 错误!未定义书签。
参考文献....................................... 错误!未定义书签。
绪论混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高、可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。
近年来，我国交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。
在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。
混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。
大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见（＜0.05mm），一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展，引起混凝土碳化、保护层剥落、钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。
置!塑．璺且。
浅议混凝土裂缝成因及防治林敏(电白县建筑安装工程公司，广东茂名525400)脯要】介绍了混凝土裂缝的形式、产生原因为了保证现浇混凝土效果和耐久性，除了正确合理的设计以外，必须严格提高施工技术水平，裂缝的出现不但会影响结构的整弗建和刚度，还会引起钢筋的铹蚀、加速漫凝土的碳_k^孥怔．混凝土的耐久IJ生和抗疲劳、抗渗能力。
饫罐词]裂缝；成因；措施；养护混疑土内出现的裂缝，其深度—般分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿性裂缝三种。
贯穿性裂缝切断了结构断面，破坏结构整体性、稳定性和耐久性等，影响结构的效用，危害严重。
深层裂缝部分切断了结构的断面也膏一定的危害性。
表面裂缝虽然不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处断面削弱且易产生应力集中，能促使裂缝进—步发展，是潜伏的B象患。
1裂缝的成因裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决混凝土中裂缝问题，还是需要从混凝土裂缝的形成原因人手。
正确判断和分析混凝土裂缝的成因是W gJ eA空制和减少混凝土裂缝产生的最有效的途径。
L1设计原因’1)设计中未充分考虑混凝土构件的收缩变形。
2)设计中采用的混凝土等级过高，造成用灰量过大，对收缩不利。
3)设计结构中的断面突变而产生的应力集中所产生的构件裂缝。
4)设计中对构件施加预应力不当，造成构件的裂缝(偏，厶、应力过大等)。
5)设计中构造钢筋配置过少或过粗等引起构件裂缝(如墙板、楼板)。
12外荷栽产生的变形过大和施工方法不当1)应力集中引起的裂缝。
这种裂缝一般出现在混凝土板的阴阳转角处或支座处。
是由于板面负弯矩钢筋配筋不足或钢筋粗而间距过大造成的。
2)使用不当造成过载，变形过大引起的裂缝。
这种裂缝通常出现在混凝土受弯构件的受拉区。
3)张拉力引起的裂缝。
在预应力钢筋混疑土构件张拉后的放张过程中，如控制不好则可能造成裂缝。
这种裂缝一般出现预应力构件的端部或板的上表面角部。
4)不均匀沉降引起的裂缝。
由于地基的不均匀沉降造成基础或圈梁、大粱及其它构件拉力过大而出现裂缝。
生态建筑中混凝土材料选择与裂缝控制策略研究摘要：生态建筑旨在实现与自然环境的和谐共存,通过综合考虑环境保护、资源高效利用和人文需求,最大限度减少对自然环境的负面影响。
在这种建筑实践中,混凝土材料扮演了重要角色,不仅因为其出色的结构特性,如高耐久性和承重能力,更因为其在可持续性方面的潜力。
关键词：生态建筑；混凝土；材料选择；裂缝控制；策略研究1生态建筑中混凝土材料选择策略1.1可持续发展标准下的混凝土选材原则在可持续发展标准的指引下,混凝土选材原则的核心在于对环境的影响最小化。
这一原则要求在选材过程中保持灵活性,以适应不同工程的特定需求,同时遵循绿色建筑标准,如能源与环境设计先锋或建筑研究所环境评估法所设定的严格环境性能指标。
环保型混凝土的制备过程中,选择材料是关键步骤,这不仅涉及对环境的考量,还包括对未来资源的预见。
在这方面,循环利用成为一个重要的原则,它鼓励使用再生骨料和工业废渣来替代传统原料,从而减少对自然资源的需求和相应的开采活动。
低碳水泥的使用也是这一原则的一部分,旨在减少混凝土生产过程中的碳排放。
1.2环境评估方法在混凝土材料选择中的应用在混凝土材料选择的过程中,环境评估方法的应用为实现更加科学和系统化的决策提供了坚实支撑。
通过这些方法,建筑师和工程师得以在众多备选材料中筛选出对环境影响最小的选项,并对混凝土材料的整个生命周期造成的影响进行量化分析：第1,生命周期评估作为一种广泛应用的评估工具,其核心目标在于全面评价材料从获取、生产、使用到废弃全过程中对环境的影响。
通过生命周期评估,可以明确混凝土生产及应用阶段的关键环境影响点,从而为采取有效的环保措施提供依据。
这包括选择低环境影响的水泥替代品,或是通过优化混凝土的配合比来减少材料的使用量。
第2,环境产品声明则为评估混凝土对环境影响提供了另一重要工具。
通过标准化的报告形式,环境产品声明详细展示了材料制造过程中的关键环境性能指标,使设计团队能够基于环境影响和性能之间的权衡,对比、选择不同供应商的混凝土产品。
混凝土裂缝自愈合性能的研究及进展作者：任志琴来源：《城市建设理论研究》2014年第03期摘要：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。
关键词：裂缝；自愈合；混凝土中图分类号：TV543+.6 文献标识码：A1 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(1 995) 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。
远程与继续教育学院本科生毕业论文（设计）题目：浅谈混凝土结构裂缝成因及控制措施学习中心：层次：专升本专业：年级：年春/秋季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日内容摘要铁路工程混凝土结构在施工过程中经常出现宽度大于0.2mm的裂缝，这不仅对结构物观感质量产生影响，同时对运营安全和结构物使用功能产生影响。
目前，裂缝问题已越来越受到人们的关注。
因此，探讨混凝土结构裂缝的产生原因和预防措施及其处理方法是很有必要的。
本文介绍了混凝土裂缝类型及成因，阐述了干缩及塑性收缩裂缝、温度裂缝和沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施，提出3种常用的裂缝处理方法。
并结合实例分析了裂缝的产生原因及处理方法。
关键词：混凝土结构；裂缝成因；预防措施；处理方法目录内容摘要 (I)引言 (1)1 绪言 (1)2 混凝土裂缝的分类及成因 (2)2.1 混凝土结构裂缝的分类 (2)2.1.1 按裂缝的成因分类 (2)2.1.2 按裂缝产生的时间分类 (4)2.1.3 按裂缝的形状分类 (5)2.1.4 按裂缝的发展状态分类 (5)2.2 混凝土裂缝的产生原因 (6)2.2.1 收缩裂缝的产生原因分析 (6)2.2.2 温度裂缝的产生原因分析 (7)2.2.3 沉陷裂缝的产生原因分析 (8)3 混凝土裂缝的预防措施及处理技术 (9)3.1 混凝土结构裂缝的预防措施 (9)3.1.1 干缩及塑性收缩裂缝的预防措施 (9)3.1.2 温度裂缝的预防措施 (10)3.1.3 沉陷裂缝及其他裂缝的预防措施 (10)3.2 混凝土结构裂缝的处理技术 (12)3.2.1 表面封闭法 (12)3.2.2 灌浆、嵌缝封堵法 (13)3.2.3 结构加固法及混凝土置换法 (14)4 工程实例分析 (17)5 结论与展望 (20)参考文献 (21)随着我国基础设施建设的高速发展，铁路建设里程在不断增多。
在铁路工程施工过程中，混凝土是被广泛使用的结构材料，但是伴随这类材料的生产研究与应用，混凝土结构的裂缝问题一直受到人们关注。
混凝土裂缝产生机理与控制措施1．概述混凝土是目前用量最大的一种建筑材料, 广泛应用于工业与民用建筑、农林与城市建设、水利与海港工程。
然而, 许多混凝土结构在建设与使用过程中出现了不同程度、不同形式的裂缝。
这不仅影响建筑物的外观, 更危及建筑物的正常使用和结构的耐久性。
因此, 裂缝问题倍受人们关注。
近年来, 随着预拌混凝土的大力推广应用以及结构形式日趋大型化、复杂化, 使得这一问题变得更为突出。
然而, 混凝土结构的裂缝是一个相当普遍的现象, 大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的, 它是材料的一种特性。
因此,科学地对待裂缝问题是在对裂缝进行分类、研究的基础上,采取有效的措施, 将裂缝的有害程度控制在允许的范围内。
本文将就混凝土结构中常见裂缝产生机理、控制措施作一些浅要分析。
2. 混凝土裂缝分类及其产生机理2.1 按裂缝产生原因分类1) 由变形引起的裂缝:包括结构因温度湿度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝。
其特征是结构要求变形,当受到约束和限制时产生内应力,应力超过一定数值后产生裂缝,裂缝出现后变形得到满足,内应力松弛。
这种裂缝宽度大、内应力小,对荷载的影响小,但对耐久性损害大；2) 由外荷载(动、静荷载) 直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝。
据国内外调查资料表明,工程结构产生属于变形 (温湿度、收缩与膨胀、不均匀沉降) 引起的裂缝约占80 %；属于荷载引起的裂缝约占20 %。
2．2 按裂缝的形状分裂缝按形状可分为表面的、深入的、贯穿的、断续的、横向的、纵向的、斜向的、对角线的、上宽下窄、上窄下宽、囊核形、外宽内窄的等等。
2．3 按裂缝所处的状态分裂缝可分为运动、不稳定、稳定、闭合和愈合等状态。
对于处于运动和不稳定扩展状态的裂缝,应考虑加固和补救措施。
而对于稳定、闭合、愈合的裂缝则可持久的应用。
例如有些防水结构,在011mpa 水压下,出现011mm-012mm 裂缝时,可能开始时有轻微渗漏,但经过一段时间后,裂缝处水化的水泥析出 ,逐渐弥合了裂缝,并与大气中作用,形成结晶,封闭和自愈合裂缝,防止了渗漏的产生,这种裂缝是稳定的,不会影响工程结构的使用和耐久性。
混凝土中自愈合技术规程一、引言混凝土是建筑结构中最常用的材料之一，但它也有一些缺陷，如开裂等。
这些问题会导致混凝土结构的损坏和失效。
因此，自愈合技术被引入到混凝土中，以解决这些问题。
本文将介绍混凝土中自愈合技术的规程。
二、自愈合技术的原理自愈合技术是指混凝土中添加微观胶凝材料，当混凝土发生裂缝时，这些微观胶凝材料会与水反应，形成胶凝物质，填补裂缝。
自愈合技术可以通过两种方式实现：自愈合混凝土和微观自愈合混凝土。
三、自愈合混凝土的制备1.材料选择自愈合混凝土的主要原材料是水泥、细砂、粗骨料和微观胶凝材料。
微观胶凝材料通常选择硅烷和聚合物微球。
2.制备方法将水泥、细砂、粗骨料和微观胶凝材料按一定比例混合，然后添加适量的水，搅拌均匀即可。
四、微观自愈合混凝土的制备1.材料选择微观自愈合混凝土的主要原材料是水泥、细砂、粗骨料、微观胶凝材料和微观纤维材料。
微观纤维材料通常选择钢纤维和聚丙烯纤维。
2.制备方法将水泥、细砂、粗骨料、微观胶凝材料和微观纤维材料按一定比例混合，然后添加适量的水，搅拌均匀即可。
五、自愈合混凝土的施工规范1.混合比自愈合混凝土的混合比应根据实际需求确定，但微观胶凝材料的添加量不应超过水泥用量的10%。
2.施工温度自愈合混凝土的施工温度应在10℃-35℃之间，室温为最佳施工温度。
3.搅拌时间自愈合混凝土的搅拌时间应控制在3-5分钟之间，以确保混合物充分混合。
4.振捣自愈合混凝土在振捣前应放置20-30分钟，以使混凝土充分流动，然后进行振捣。
5.养护自愈合混凝土的养护应根据环境温度和湿度进行，通常为7-14天。
六、微观自愈合混凝土的施工规范1.混合比微观自愈合混凝土的混合比应根据实际需求确定，但微观胶凝材料和微观纤维材料的添加量不应超过水泥用量的10%。
2.施工温度微观自愈合混凝土的施工温度应在10℃-35℃之间，室温为最佳施工温度。
3.搅拌时间微观自愈合混凝土的搅拌时间应控制在5-7分钟之间，以确保混合物充分混合。
建筑工程Architectural Engineering混凝土的使用量在逐年增加，现在乃至将来都会是建筑行业不可缺少的建筑材料。
但由于传统混凝土是一种多孔脆性材料，在其使用过程中易因为自身条件及外部环境的作用而产生裂纹或局部的损伤，会影响混凝土构件的抗压及抗拉等强度，从而影响结构的正常使用，甚至威胁建筑的安全。
这些问题阻碍了混凝土材料朝着如今建筑材料追求的高性能、高强度，智能化方向的发展。
研究自修复混凝土就是为了解决这些问题，节约人力、物力、财力，延长混凝土构件的使用寿命。
1 自修复混凝土的原理及研究意义1.1 自修复混凝土的原理提到自修复混凝土，它的概念我们或许比较陌生，但自修复现象就发生在我们身边，动植物受伤后愈合的现象就是自修复，自修复过程需要的不仅是修复受损部位的物质，还需要催动修复过程的能量，物质起填补损伤部位作用；能量为物质的填补提供动力。
受生物骨骼组织结构受创伤后恢复机理的启示，相关学者提出了自修复混凝土这一概念：采用胶黏剂、贮胶容器和混凝土基体相复合的方法实现裂纹的自愈合。
目前，应用较为广泛的方法是将修复型胶黏剂装进细小的玻璃微管内，做成修复玻璃纤维，与混凝土材料基体混合在一起。
1.2 自修复混凝土的研究意义随着时代的发展，智能材料已经成为当今世界高度关注的热点和焦点。
以往混凝土构件的维护方式主要有定时检查维护或损坏后维修，主要的方法有预应力加固、钢筋加固、水泥灌浆，表面直接涂抹砂浆等。
定时检查，比较有计划，损坏后维修则比较被动，这些依然停留在计划或被动模式下的微修护理方式已经不能满足当今时代多功能和智能化建筑材料对混凝土提出的要求。
自修复混凝土可以解决普通混凝土容易因自身因素或外界环境影响而易被破坏的问题。
不仅可以节约人力、物力、财力，还可以保证混凝土的自身性能，从而保证结构的安全。
自修复混凝土可以解决传统混凝土不能解决或比较难以解决的问题，实现重大的土木工程建筑及时修复及减轻地震等恶劣环境影响对于建筑物的损伤，利于提高建筑物耐久性以及提高安全系数。
第43卷第2期 山 西建筑 Vol.43No.22 0 1 7 年 1 月 SHANXI ARCHITECTURE Jan. 2017 • 117 •
文章编号：1009-6825 (2017) 02-0117-02水泥基材料裂缝自愈合行为研究机理+
史林1高祥彪1於孝牛2:15(1.江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，江苏南京210028; 2.温州大学建筑工程学院，浙江温州325035)摘要:综述了国内外近年来水泥基材料微裂缝自修复机理研究的相关文献，归纳了对水泥基材料微裂缝自修复机理的主要研究 成果及自修复机理的主要研究方法，指出水泥基材料微裂缝自修复机理和技术是国内外近年来的研究热点,该技术对提高水泥基 材料的耐久性和可靠性意义重大。关键词:水泥基材料，自愈合机理，混凝土裂缝中图分类号:TU528.041 文献标识码:A
1背景由于当代经济和科学技术的发展，建筑行业快速发展，应用 最广泛的是水泥基材料[1]。水泥基材料裂缝是其重要缺陷，严重 时可引起建筑物倒塌，酿成重大事故。据文献调查报道，美国和 英国每年花费数千亿美元修复水泥基材料裂缝[2]。我国大部分 混凝土建筑物都存在不同程度的裂缝，在全国调查的32座大坝
中，均存在不同程度的混凝土裂缝。本文对自修复机理进行概 述，自修复是将水泥基材料置于一定环境下，不依靠人为力量，进 行自主修复，对裂缝的预防和处理有重大的意义。2水泥基材料裂缝自愈合机理
水泥基材裂缝自愈合机理主要包括结晶沉淀[3]、渗透结 晶[4]、微生物矿化修复[5]等，涉及复杂的化学、生物过程。1) CaC03结晶沉淀修复水泥基材料机理。Edvardsen C[4]研 究提出CaC03结晶沉淀修复水泥基材料裂缝，在CaC03-C02-H20 组成的物质体系中，根据方程（1),方程(2)形成CaC03晶体。Ca2 + + CO? - ^CaC03 (7.5 < PHwater < 8) (1)Ca2+ + HC03- ^CaC03 (7.5 < pHwater < 8) (2)2) 微生物矿化修复水泥基材料裂缝机理。微生物矿化引起 的矿物沉积过程中所发生的复杂的化学反应可以简化为：底物B+菌种酶化—COl
Ca2 + + Cell—►Cell-Ca2 +Cell-Ca2+ +C〇3~—Cell-CaC03以水为载体，通过渗透使微生物在水泥基材料中复活，催化 尿素水解生成COf，与水泥基材料中Ca2+反应,形成不溶性的
CaC03 晶体[6]。3水泥基材料裂缝自修复研究现状近年来，国内外对水泥基材料裂缝自修复取得了良好的成 果[7]。对水泥基材料裂缝进行快速及时的修复，还需要进一步研究[8’9]。3.1国外研究现状在国外，Abrams最早开始研究水泥基材料裂缝自修复。Abd_ Elmoaty等[1°]研究了聚合物改性混凝土的自愈合机理和相关参 数。1^(；11)〇〇111等[11]研究通过持续水化或者(：^03的生成影响混 合组分在自主裂缝愈合的程度。Sahmamn等[12]研究结合不同辅 助凝胶材料的水泥基辅材料的自愈合，力学损伤关于工程水泥基 复合材料(ECCS)包含不同的补充胶凝材料（SCMs)的分裂拉伸
变形，固化条件和氯离子渗透性。大量实验证明微生物修复水泥基材料的裂缝尺寸范围一般 在0 mm ~ 1 mm,最佳修复范围是0. 4 mm ~0. 5 mm。Wiktor 等=13=
关于研究新细菌基础上自愈合混凝土裂缝愈合定量分析，量化裂 纹愈合潜力和嵌人在多孔膨胀粘土颗粒的新的双组分生化自愈 合试剂，充当蓄积粒子和替代部分混凝土集料，如图1和图2所 示。裂纹形成后的双组分组成的细菌孢子和乳酸钙的生物化学 剂从颗粒释放由裂纹进人水中。随后的细菌引导碳酸钙的形成， 结果物理封闭微裂纹。实验结果表明淹没在水中100 d之后裂纹 愈合，在细菌混凝土中宽高达0.46 mm愈合，至少宽0.18 mm宽 的裂缝愈合。由此可知，在湿环境下这种新颖的生化自修复剂对 提高混凝土耐久性方面的潜力。Zemskov等[14]用两个数学模型 考虑细菌自愈合裂缝过程。在混凝土中研究嵌人结构中细菌是 作为自愈合过程的催化剂，自主修复混凝土裂缝的能力。Wang
等[15]利用硅藻土作为微生物保护媒介研究混凝土自愈合，研究的 主要目标是应用微生物沉淀CaC03愈合混凝土中的裂缝，因为微 生物碳酸钙与水泥基材料有更好的兼容性和相对于通常使用的 聚合物材料更环境友好。硅藻土用来保护高pH环境的微生物， 实验结果表明在水泥中硅藻土能够很好地保护微生物。在水泥 浆体中相对未固结微生物来说，硅藻土固结微生物有更高的尿素 分解活性。硅藻土最佳固结浓度是60% ,在光学显微镜下自愈合 过程是可视化的。
C)空白组修复100 d d)试验组修复100 d图1微生物修复水泥基材料前后的显微图像3.2 国内研究现状国内对水泥基材料裂缝自修复的研究较国外晚，近些年来，
收稿日期=2016-11-03 ★:温州大学十三五规划-专项引进人才科研启动经费（项目编号:135010121111)作者简介:史林（1982-),男，工程师 通讯作者:於孝牛（1988-),男，博士，讲师• 118 •第43卷第2期2 0 1 7年1月
山西建筑
也取得了 ~'定成果。李冬生等针对自愈合混凝土损伤缺乏有效研究手段的
现状，提出用声发射技术来监测它的损伤演化。李志强[17]从五 个方面探讨了愈合能力，认为在一定水灰比范围内，混凝土损伤 自愈合能力随着水灰比的增大呈现逐渐增大的趋势。黄伟 等[18]研究结果表明，掺加SJ渗透结晶复合材料的裂缝自愈合混
凝土试件抗渗性能得到明显提高，强度亦有显著改善。余剑英 等[19]采用混凝土平板试验法，结果表明渗透结晶型防水材料对 混凝土初期裂缝的产生有一定的抑制作用，并赋予混凝土优良 的裂紅丹愈合件能-
[5] 蒋正武.水泥基材料裂缝自愈合的研究进展[J].材料导报, 2003,17(4) ：39-42.[6] 袁雄洲，孙伟，陈惠苏.水泥基材料裂缝微生物修复技术 的研究与进展[J].硅酸盐学报，2009,37(1) :160-169.[7] 李金玉，曹建国.水工混凝土耐久性的研究和应用[M].北 京：中国电力出版社,2004.[8] 杨振杰，齐斌,刘阿妮，等.水泥基材料微裂缝自修复机理 研究进展[J].石油钻探技术,2009(37) :124-128.[9] Turner,L. The Autogenous Healing of Cement and Concrete：Its
Relation to Vibrated Concrete and Cracked Concrete[ A]. Inter
4展望本文对水泥基材料裂缝自修复的化学、生物反应过程进行了 分析，根据国内外研究现状,提出关于水泥基材料裂缝尚未解决 的问题：1)水泥基材料裂缝碳酸钙结晶修复、微生物矿化修复裂缝尺 寸范围、深度、力学性能有待研究;2)通过X射线断层扫描、晶体 显微镜观察水泥基材料裂缝自修复过程，有待研究;3)通过基因 改造培育出适合高碱性生存的微生物对水泥基材料裂缝进行高 效修复，有待研究。参考文献：[1]张誉.混凝土结构基本原理[M].北京：中国建筑工业出national Association for Testing Materials, London Congress [C]. 1937：19-24.[10] Abd_Elmoaty M and Abd_Elmoaty. Self-healing of polymer modied concrete [ J ]. Alexandria Engineering Journal, 2011 (50) ：171-178.[11] Tittelboom,K. V. ,Gruyaert,E. ,Rahier,H. ,ect.. Influence of mix composition on the extent of autogenous crack healing by continued hydration or calcium carbonate formation [ J ]. Construction and Building Materials,2012(37) ：349-359.[12] Sahmaran. M. , Yildirim. G. ,Erdem. T. K. . Self-healing capability of cementitious composites incorporating different supplementary cementitious materials [ J ]. Cement & Concrete Composites ,2013 (35) ：89-101.[13] Wiktor，V.，Jonkers, H. M. Quanti cation of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete [ J ]. Cement & Concrete Composites ,2011 (33) ：763-770.[14] Zemskov, S. V. , Jonkers, H. M. , Vermolen,F. J.. Mathematical Models to Predict the Critical Conditions for Bacterial Self- healing of Concrete [ J ]. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012:108-121.[15] Wang,J. Y. , Verstraete, D. B. W. . Diatomaceous earth as a
protective vehicle for bacteria applied for self-healing concrete [J]. J Ind Microbiol Biotechnol,2012(39) ：567-577.[16] 李冬生，匡亚川，胡倩.自愈合混凝土损伤演化声发射监 测及其评价技术[J].大连理工大学学报，2012,52(5):版社，2000.[2] 曹双贫,邱洪兴，干恒华.结构可靠性鉴定与加固技术[M]. 北京：中国水利水电出版社，2002.[3] 刘颖，胡传斯，陈忠江，等.材料自愈合途径[J].北京工业 大学学报，1998,24(2): 108-110.[4] Edvardsen,C. Water permeabzlity and alltogenous healing of
