（延邊大學，吉林 延邊 133002）

0 引言

水泥基材料是脆性材料，易受內(nèi)外溫差、物理收縮、濕度變化以及周圍環(huán)境中循環(huán)荷載的作用等影響，結構易產(chǎn)生不同程度的裂縫或損傷。這將會導致材料強度降低，甚至出現(xiàn)脆性斷裂?；炷磷杂闲猿蔀樾迯凸こ痰闹匾侄危趯嶒炇已芯恐腥绾瘟炕嗟淖杂阅苁沁M行論證自愈合有效性的重要環(huán)節(jié)。本文通過收集整理有關評價水泥基材料自愈合性的文獻資料，得到如下文獻綜述。

1 表征觀察類量化方法

表征觀察類的方法主要以表面裂縫寬度、愈合顆粒結構形貌、物相分析、強度對比的方面進行量化，這類方法直接對自愈性能裂縫寬度進行觀察，能以十分直觀的方式，并通過明顯的數(shù)據(jù)對比分析影響混凝土自愈性各種因素，并且實驗操作方便最為方便。這類大多屬于無損檢測[1](NDT)，不改變混凝土結構及性質(zhì)，大多使用物理類方法。

李海川[2]在采用壓力機制造自然裂縫，適用高倍GTJ-FKY 裂縫寬度測試儀對砂漿試樣表面裂縫寬度延展以及修復進行觀察，對不同鹽環(huán)境下的砂漿裂縫寬度的自愈合情況進行了微觀分析，并以28d 的裂縫修復程度和強度增長率為量化指標。馬強等[3]使用冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察砂漿表面愈合后形成的顆粒形貌。觀察發(fā)現(xiàn)使用涂料使得砂漿在裂縫修復后的結構表面更致密，并且保護膜與砂漿界面融合后，增加了膜厚。Suleiman[4]以光學顯微鏡和電子顯微鏡作為主要觀測手段，但對裂縫填充物進行物相分析，發(fā)現(xiàn)對裂縫修復程度起最大作用的水化產(chǎn)物為碳酸鈣。其中物相分析作為檢測有效填充產(chǎn)物的重要手段，Palin[5]Jonker 等人用元素吸收峰的原理，采用能量色散光譜法進行自愈合產(chǎn)物元素的分析。

國內(nèi)外學者的研究認為愈合機理以生成碳酸鈣為主，碳離子、鈣離子與水對碳酸鈣的形成起主要原因。碳酸鈣有在表觀上有明顯的結構并且自身帶顏色，這使得裂縫的表征觀察顯著直觀。但由于內(nèi)部的裂縫接觸的含水率、含氣量均與外部不同，表面裂縫修復率難以反映實際的內(nèi)部情況，雖然研究大多以試件性質(zhì)如抗壓、抗折強度[2]作為量化指標，但表面裂縫對于整個構件的強度以及耐久性的影響程度是不足的。針對這樣以鈣離子沉淀為機理的試驗，大多使用三點彎曲法制造表面裂縫，除此外可以嘗試采用人為制造內(nèi)部裂縫的方法。延永東等[6]在研究氯離子對砂漿侵蝕實驗中，用不銹鋼材質(zhì)的鋼片預埋在砂漿中，鋼片的厚度決定裂縫寬度，同樣裂縫深度可通過改變鋼片插入長度來進行控制。如下圖1.1，在俯視視角，上可觀察裂縫寬度與修復，將其從中間劈開，即可觀察對內(nèi)部自愈合產(chǎn)物進行微觀與物相分析。但仍與真是內(nèi)部裂縫有很大的差異。

圖1.1 可控裂縫人為制造示意圖

2 內(nèi)部滲透的量化方法

這類更與實際情況貼合，大多是常規(guī)的破損檢測，利用超聲波、傳感器、射線衍射、流動實驗、毛細吸水率等方法進行量化。

李冬生[7]等利用混凝土為多孔材料，其內(nèi)部裂縫摩擦會發(fā)出一定聲頻的特性，提出用聲發(fā)射技術來監(jiān)測混凝土的損傷演化。并以損傷聲發(fā)參數(shù)信號變化的劇烈程度為量化指標，并能從不同的波形體現(xiàn)出不同時期裂縫擴展程度。

楊振杰[8]等將混凝土自愈合性用于改善天然氣井套間過大的氣竄壓力，針對性的對天然氣井的特殊環(huán)境采用XAN-RC 封堵模擬實驗為基礎，將試樣的抗氣竄作為自愈性量化指標。

方永浩[9]等采用滲透性實驗方法對不同寬度、裂縫試件在不同水力梯度△p/h 下測量滲透速率口隨滲透時間t 的變化，來評價水泥石的自愈合性能，并用SEM，EDS，XRD 等技術分析裂縫壁面結構和物相成分組成。

孫凌[10]等以充滿修復劑的中空玻璃纖維管為修復元件，通過建立中空玻璃纖維管內(nèi)壓力與修復劑溢出量的關系模型進行量化，分析了修復劑溢出量的影響因素等。

這類量化手段對表征量化缺失的實際性進行了補充，但研究過程中常常將環(huán)境的各因素分開進行單一研究，，而且在某些特殊領域，比如對加有遇油自愈合材料水泥的自愈合性能的量化方法還不完善。這類特殊材料的水泥如何量化是進行研究的首要問題。

3 總結

本文主要對評價水泥自愈合性的方法中的各種量化手段進行了分析，從表征觀察、內(nèi)部滲透方面等方面展開探討，以促進自愈合性評價方法的發(fā)展。

（1）目前自愈合研究采用的測試方法復雜多樣，運用不同的檢測方法，得到的愈合效果有時相差甚大，究竟采用哪種測試方法更加合理，需要結合自愈合材料的功能機理和所處的環(huán)境進行比較優(yōu)選，以使自愈合技術更加具備實用性。

（2）水泥基材料組成結構和內(nèi)部化學反應復雜，而且對于特殊領域的水泥材料的評價方法應額外考慮，因此，對于評價方法如何適用于多種領域仍待考究。

（3）對于實際裂縫應考慮環(huán)境因素的多種耦合，大多數(shù)研究中都將因素進行單一實驗，然后進行縱向?qū)Ρ?。缺乏對真實環(huán)境的考慮。且研究集中在促進裂縫修復率，少有對自愈合生成物的發(fā)明，目前最常見的生成物仍然是以鈣離子為主。