混凝土裂缝自愈合性能探究和进展摘要：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：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（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，并且裂缝中有钙矶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。程东辉、潘洪涛对混凝土的这种自愈合现象的机理进行了研究，得出了其愈合的四方面原因，其中水泥浆体水化境大于600小时，裂缝可以完全愈合。但是可愈合的裂缝宽度在不同的情况下是否会改变该研究并未进行探索。于是又有学者在这方面展开了研究。姚武、钟慧的研究发现混凝土的自愈合能力存在一个损伤阈值，损伤小于损伤阈值时随损伤的增大，就是主要原因。且对于3mm左右的裂缝,当其暴露于水环自愈合率也增大；损伤大于损伤阈值则随损伤的增大，自愈合率减小。李厚祥、唐春安等通过试验分析得到了在一定水压梯度下，一周后可能自愈合的混凝土裂缝宽度。结果表明，水压梯度越大，裂缝自愈合所容许的宽度越小。刘小艳等对混凝土自愈合的性能做了试验研究，试验结果表明低等级水泥比高等级水泥同条件下的自愈合能力强，掺入粉煤灰和碳纤维对混凝土的愈合能力都有提高。这表明混凝土的成分会影响其愈合能力。通过他们的研究可以看出，混凝土本身的愈合能力非常有限，不仅需要合适的湿度等条件，而且愈合较缓慢，即使改变混凝土的成分，对其愈合能力的提高也满足不了预期修复水平。通过激发混凝土本身的愈合能力来修复结构可行性不大。3仿生学引起的方法生物有机体的显著特点之一是具有再生机能，受到破坏以后机体能自行修补创伤.骨是具有自修复和自适应特性的一个范例，图1所示为骨的自修复过程。骨折后断裂处的血管破裂，血液由血管的撕裂处流出，形成以裂口为中心的血肿，继而成为血凝块，称为破裂凝块，并初步将裂口连接(图1(a)).接着形成由新生骨组织组成的骨痂，位于裂口区内和周围(图1(b)).与此同时，裂口内的纤维骨痂变成软骨，进一步增生而形成中间骨痂，然后中间骨痂和内外骨痂合并，在成骨细胞和破骨细胞的共同作用下将原始骨痂改造成正常骨(图1(c))o在修复过程中新骨在变形处凹面形成，而老骨从变形处凸面去除。自修复是生物体在长期进化过程中形成的一种自我保护、自我恢复的方式，是对外界损伤的敏感响应。人们从生物体系统中得到启示，希望在混凝土结构中得到与生物体中相类似...