CN114577563A - 一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法 - Google Patents

一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法 Download PDF

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CN114577563A CN202210127947.3A CN202210127947A CN114577563A CN 114577563 A CN114577563 A CN 114577563A CN 202210127947 A CN202210127947 A CN 202210127947A CN 114577563 A CN114577563 A CN 114577563A
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Abstract

本发明属于混凝土材料检验技术领域，具体地涉及一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法。本发明通过制备自愈合混凝土砂浆、装模、给抗渗试样预制裂缝、标准养护、对养护好的胶砂试样进行裂缝预制和修复检测试验六个步骤，对自愈合混凝土的裂缝修复性能进行了检验。本发明操作简单，并通过不同的试验环境来模拟混凝土结构所处的真实环境，满足了不同混凝土材料对环境研究的需求。本发明的自愈合混凝土裂缝修复检验方法的采用，可进行大批量的修复检测，可定性定量研究不同种类及掺量的自愈合材料对混凝土的修复效果，有利于试验材料初步筛选、多种环境对比测试。本发明采用的模具简单，无需定做，节约了生产成本。

Description

一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法
技术领域
本发明属于混凝土材料检验技术领域，具体地涉及一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法。
背景技术
混凝土作为应用最广的人造建筑材料，长期服役于复杂恶劣环境中会导致微损伤和微裂缝，并在持续荷载作用下扩展形成宏观裂缝病害，降低混凝土的力学性能及耐久性能。有研究表明，水泥混凝土自身具有一定的自愈合能力，但其自愈合效率相对偏低，不能满足实际工程的需要。因此，通过在传统混凝土材料中掺入自愈合材料来改善混凝土的自愈合性能，制备成自愈合混凝土，又称“自修复混凝土”。针对自愈合混凝土材料的研究较为广泛的类型是，在前期生产过程中掺入特定材料即可提升混凝土的自愈合性能，例如加入纤维、活性外加剂、氧化镁、化学胶囊等。
目前，对各种类型自愈合混凝土的自愈合性能检验及评价没有特定的方法标准，而大多学者通过损伤速率层面、累计耗散能层面等评价混凝土的自愈合性能。对于初步研究、大数据筛选自愈合材料阶段来说，试验过程、计算机理均较为复杂。因此，提出一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，可实现对自愈合混凝土的自修复性能的快速检验，且可定性定量研究不同种类及掺量的自愈合材料对混凝土的修复效果。该方法有利于对自愈合混凝土材料的初步确定，且大批量筛选试验成本较低。
发明内容
本发明提供了一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，目的在于提供一种对自愈合混凝土的自修复材料快速筛选、自修复性能定性定量分析，从而节约研究成本的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，包括如下步骤，
步骤一：制备自愈合混凝土砂浆；
步骤二：装模
按照预设的裂缝修复检测试验组和抗渗性能修复试验组，将步骤一制备好的自愈合砂浆，分别装入不同组的试模中，制备出抗渗试样和胶砂试样，每组至少制备三个试样；
步骤三：给抗渗试样预制裂缝；
步骤四：标准养护
对步骤二中的胶砂试样及步骤三预制好裂缝的抗渗试样，均按温度为20±2℃，湿度不小于95％的标准进行养护；
步骤五：对步骤四中养护好的胶砂试样进行裂缝预制；
步骤六：预设模式养护
将步骤四中养护好的抗渗试样及步骤五中预制好裂缝的胶砂试样分别置于标准试验室养护环境、水下环境、干湿循环环境中养护至规定龄期；
步骤七：进行修复检测试验
对步骤六中不同环境下养护至规定龄期的带裂缝抗渗试样，进行抗渗性能试验；对步骤六不同环境下养护至规定龄期的带裂缝胶砂试样，进行裂缝宽度观测试验。
所述的步骤二中的试模包括截头圆锥金属试模和胶砂试模，截头圆锥金属试模用于制备抗渗试样，胶砂试模用于制备胶砂试样。
所述的步骤三中抗渗试样预制裂缝的具体方法为：在步骤二制备抗渗试样试模中抗渗试样上垂直试样表面插入宽20mm、厚0.3～0.35mm裹有胶带的刀片，刀片贯穿试样上下表面；装模1.5～2.5h后晃动刀片避免粘结，达到终凝时拔出刀片即可。
所述的步骤四中对抗渗试样和胶砂试样养护的具体方法为标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％，养护时间为26-30d；所述步骤六中的预设养护模式中，若在标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％；若在水下环境，即将试样浸泡在水下，温度为20±2℃；若在干湿循环环境，设定浸泡时间为8小时，浸泡水的温度为20±2℃，干燥时间为4小时，干燥时箱内温度为50～70℃。
所述的干湿循环环境是通过硫酸盐干湿循环试验机实现的。
所述的步骤五中的胶砂试样进行裂缝预制的方法是采用微机控制抗压抗折一体机进行裂缝预制的。
所述的胶砂试样裂缝预制的具体方法如下，
第一步，在微机控制抗压抗折一体机上放置胶砂试样
将预制好的多个胶砂试样中的一个放置于微机控制抗压抗折一体机上；
第二步，通过微机控制抗压抗折一体机对胶砂试样施加预设载荷并获取荷载-位移曲线；
第三步，分析预制胶砂试样的破坏形态及荷载-位移曲线特征，获取不同破坏阶段中胶砂试样表面的裂缝宽度；
第四步，确定可预制预设宽度的不规则裂缝时采用的破坏荷载；
第五步，对其余胶砂试样实施第四步确定的破坏荷载，得到符合预制裂缝宽度的胶砂试样。
所述的微机控制抗压抗折一体机至少包括一根加荷圆柱、两根支撑圆柱、力加载部和计算机；所述的力加载部用于对胶砂试样施加加载力；所述的计算机与力加载部电信号连接；所述的两根支撑圆柱放置在微机控制抗压抗折一体机的液压平台上；所述的加荷圆柱上部固定连接于力加载部，且位于两根支撑圆柱正中间上方位置。
所述的步骤七中抗渗性能试验的具体方法如下，
第一步：取出达到规定修复龄期的抗渗试样；
第二步：待抗渗试样表面干燥后，在抗渗试样的侧面套上有机硅橡胶后，将抗渗试样压入抗渗仪的试验模中，且使抗渗试样的两底面水平；
第三步：将经第二步处理后的抗渗试样，静置22-26小时，之后装入渗透仪中；
第四步：开启渗透仪，将水压控制在0.7～0.8MPa，待水压力施加至0.4-0.6MPa时，开始观测试样表面渗水情况；
第五步：每隔预设时间观测一次，直至抗渗试样顶面均渗水，记录每个试样透水时间/(min)，两个试样为一组，以两个试样渗水时间平均值作为该组试样的渗水时间代表值，每批试验进行6小时结束；
第六步：若试样在5min内表面渗水，则认为该试样渗水时间为0，若6小时未见试样表面渗水，则记录361min，若恰好6小时渗水，则记录360min。
所述的步骤七中预制裂缝宽度修复试验的具体方法如下，
第一步：对步骤五中预制好裂缝的胶砂试样上的预制裂缝宽度分别进行测量，作为裂缝观测基准值；
第二步：将经第一步测量过预制裂缝宽度的胶砂试样，分别放入步骤六中预设的不同环境中进行养护，且每间隔预设时间，取出养护的胶砂试样，并对胶砂试样上预制的裂缝宽度进行测量，直到完成预设的检验时间。
有益效果：
1、本发明通过制备自愈合混凝土砂浆、装模、给抗渗试样预制裂缝、养护、对养护好的胶砂试样进行裂缝预制和修复检测试验六个步骤，较为简单的实现了自愈合混凝土的修复性能检验，与现有技术中常用的修复性能评价方法相比，原理易懂、操作简单。
2、本发明可通过不同的试验环境来模拟混凝土材料所处的真实环境，满足了不同材料或环境研究的需求。
3、本发明可进行大批量混凝土的修复性能检测，有利于试验材料初步筛选、多种环境对比测试。
4、本发明采用模具简单，无需定做，节约了检测成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明流程图；
图2为本发明中的抗渗试样示意图；
图3为本发明胶砂试样示意图；
图4为本发明在标准环境下，自愈合砂浆透水时间随修复剂掺量的变化规律图；
图5为本发明在干湿循环环境下，自愈合砂浆透水时间随修复剂掺量的变化规律图；
图6为本发明在水下环境下，自愈合砂浆透水时间随修复剂掺量的变化规律图；
图7为本发明在修复龄期为30d时裂缝愈合差值随修复剂掺量的变化规律图；
图8为本发明在修复龄期为60d时裂缝愈合差值随修复剂掺量的变化规律图；
图9为本发明在修复龄期为90d时裂缝愈合差值随修复剂掺量的变化规律图；
图10为本发明在修复龄期为120d时裂缝愈合差值随修复剂掺量的变化规律图；
图11为本发明在修复龄期为150d时裂缝愈合差值随修复剂掺量的变化规律图。
图中：
1-抗渗试样；2-胶砂试样；3-预制裂缝；4-加载裂缝。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本发明的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参照图1-图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，包括如下步骤，
步骤一：制备自愈合混凝土砂浆；
步骤二：装模
按照预设的裂缝修复检测试验组和抗渗性能修复试验组，将步骤一制备好的自愈合砂浆，分别装入不同组的试模中，制备出抗渗试样和胶砂试样，每组至少制备三个试样；
步骤三：给抗渗试样预制裂缝；
步骤四：标准养护
对步骤二中的胶砂试样及步骤三预制好裂缝的抗渗试样，均按温度为20±2℃，湿度不小于95％的标准进行养护；
步骤五：对步骤四中养护好的胶砂试样进行裂缝预制；
步骤六：预设模式养护
将步骤四中养护好的抗渗试样及步骤五中预制好裂缝的胶砂试样分别置于标准试验室养护环境、水下环境、干湿循环环境中养护至规定龄期；
步骤七：进行修复检测试验
对步骤六中不同环境下养护至规定龄期的带裂缝抗渗试样，进行抗渗性能试验；对步骤六不同环境下养护至规定龄期的带裂缝胶砂试样，进行裂缝宽度观测试验。
在实际使用时，步骤一中制备自愈合混凝土砂浆时，需要将待测试的自愈合混凝土筛除其中的粗骨料。这是由于混凝土裂缝大多出现于砂浆内部、砂浆与骨料接触面及骨料内部，但自愈合混凝土的自修复仅存在于砂浆内部，处于试验的需要，用筛除粗骨料的自愈合混凝土制备自愈合砂浆。
本实施例中的自愈合混凝土砂浆是由一种水工自愈合砂浆制成，其具有自愈合功能。水工自愈合砂浆的配方如下：包括胶材、骨料、外加剂、修复剂、纤维和水；胶材、骨料、外加剂、修复剂和水分别按照以下重量份进行混合：胶材270～290份、骨料700～750份、外加剂4～4.5份、修复剂1.5～9份、水100～110份。其中纤维按体积进行混合，其体积占总体积的掺量百分比为0.5％～1.2％；胶材是由水泥和粉煤灰按(8～9)：(1～2)的质量比混合而成；水泥采用P.O 42.5硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅲ级以上粉煤灰；骨料为2区天然砂或机制砂；外加剂由减水剂和引气剂混合而成，其中减水剂的用量为4～4.4重量份，引气剂的用量为0～0.1重量份；减水剂采用的是聚羧酸减水剂；修复剂为水泥基渗透结晶材料；纤维采用的是短切非连续纤维，短切非连续纤维为钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维或碳纤维中的一种。
上述的水工自愈合砂浆通过如下方法制备：往搅拌装置中加水空转数分钟，然后将其中的水排净，保证搅拌桶壁完全润湿；再将按质量份称好的骨料和按体积比备好的纤维投入经步骤一处理过的搅拌装置中进行干拌110～130s，使纤维均匀的分布，再加入混合均匀的质量份的胶材和修复剂混合搅拌50～70s；之后，将按质量份称好的外加剂与水充分混合，将其中50％的混合液倒入搅拌装置搅拌55～65s；之后，将外加剂与水充分混合后剩余的50％混合液加入步骤三制好的浆中，强制搅拌110～130s后出料。
在实际使用时，步骤一中制备自愈合混凝土砂浆时，需要将待测试的自愈合混凝土筛除其中的粗骨料。这是由于混凝土裂缝大多出现于砂浆内部、砂浆与骨料接触面及骨料内部，但自愈合混凝土的自修复仅存在于砂浆内部，处于试验的需要，用筛除粗骨料的自愈合混凝土制备自愈合砂浆。
采用本发明的技术方案，可通过较为简单的抗渗试验、裂缝观测试验来检验自愈合混凝土的修复性能，与现有技术中常用的修复性能评价方法如损伤速率层面评价、累计耗散能层面评价等相比，本发明方法的原理易懂、操作简单。
本发明能够进行大批量修复检测，有利于试验材料初步筛选、多种环境对比测试，采用模具简单，无需定做，节约了生产成本。
实施例二：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤二中的试模包括截头圆锥金属试模和胶砂试模，截头圆锥金属试模用于制备抗渗试样，胶砂试模用于制备胶砂试样。
在具体应用时，所用的截头圆锥金属试模、胶砂试模均为中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土试模》(JG 237-2008)中规定的砂浆抗渗试验试模、裂缝观测试验试模，采用现有规范规定的试验模具，无需定制模具，试验方法具有通用性，且节约成本。
实施例三：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤三中抗渗试样预制裂缝的具体方法为：在步骤二制备抗渗试样试模中抗渗试样上垂直试样表面插入宽20mm、厚0.3～0.35mm裹有胶带的刀片，刀片贯穿试样上下表面；装模1.5～2.5h后晃动刀片避免粘结，达到初凝时拔出刀片即可。
采用本技术方案中，在装模1.5～2.5h后晃动刀片避免粘结，此时砂浆发生一定程度的硬化，但未达到初凝，晃动是不会对砂浆试样内部及表面造成细微破坏，初凝时拔出刀片即可预制裂缝。
采用本技术方案对抗渗试样进行裂缝预制简单、方便，且能够满足修复检验的需求。
实施例四：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤四中对抗渗试样和胶砂试样养护的具体方法为标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％，养护时间为26-30d；所述步骤六中的预设养护模式中，若在标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％；若在水下环境，即将试样浸泡在水下，温度为20±2℃；若在干湿循环环境，设定浸泡时间为8小时，浸泡水的温度为20±2℃，干燥时间为4小时，干燥时箱内温度为50～70℃。
进一步的，所述的干湿循环环境是通过硫酸盐干湿循环试验机实现的。
在具体应用时，可根据自身研究需要来选择相应的养护条件。从而对应的进行温度及湿度的设定。养护的时间由试验所需的龄期具体确定。
采用的硫酸盐干湿循环试验机是现有技术。
实施例五：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤五中的胶砂试样进行裂缝预制的方法是采用微机控制抗压抗折一体机进行裂缝预制的。
进一步的，所述的裂缝预制的具体方法如下，
第一步，在微机控制抗压抗折一体机上放置胶砂试样
将预制好的多个胶砂试样中的一个放置于三点弯曲试验装置上；
第二步，通过三点弯曲试验装置对胶砂试样施加预设载荷并获取荷载-位移曲线；
第三步，分析预制胶砂试样的破坏形态及荷载-位移曲线特征，获取不同破坏阶段中胶砂试样表面的裂缝宽度；
第四步，确定可预制预设宽度的不规则裂缝时采用的破坏荷载；
第五步，对其余胶砂试样实施第四步确定的破坏荷载，得到符合预制裂缝宽度的胶砂试样。
更进一步的，所述的微机控制抗压抗折一体机至少包括一根加荷圆柱、两根支撑圆柱、力加载部和计算机；所述的力加载部用于对胶砂试样施加加载力；所述的计算机与力加载部电信号连接；所述的两根支撑圆柱放置在微机控制抗压抗折一体机的液压平台上；所述的加荷圆柱上部固定连接于力加载部，且位于两根支撑圆柱正中间上方位置。
采用本技术方案对胶砂试样进行裂缝的预制，不仅能够得到满足要求的预制裂缝宽度，并且解决了现有混凝土砂浆制备带裂缝试件的裂缝形状单一性、固定性的问题，特别针对自愈合混凝土砂浆的裂缝预制，能够有效地避免养护过程中碳化反应对混凝土自愈合过程的影响。
实施例六：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤六中抗渗性能试验的具体方法如下，
第一步：取出达到规定修复龄期的抗渗试样；
第二步：待抗渗试样表面干燥后，在抗渗试样的侧面套上有机硅橡胶后，将抗渗试样压入抗渗仪的试验模中，且使抗渗试样的两底面水平；
第三步：将经第二步处理后的抗渗试样，静置22-26小时，之后装入渗透仪中；
第四步：开启渗透仪，将水压控制在0.7～0.8MPa，待水压力施加至0.4～0.6MPa时，开始观测试样表面渗水情况；
第五步：每隔预设时间观测一次，直至抗渗试样顶面均渗水，记录每个试样透水时间/(min)，两个试样为一组，以两个试样渗水时间平均值作为该组试样的渗水时间代表值，每批试验进行6小时结束。
对于普通砂浆抗渗试验，确定抗渗等级时的压力持续时间一般为1小时，为确定带裂缝抗渗试样愈合后的抗渗性能，本实施例中确定6小时的持压时间，足以说明试样的抗渗性能。
第五步：若试样在5min内表面渗水，则认为该试样渗水时间为0，若6小时未见试样表面渗水，则记录361min，若恰好6小时渗水，则记录360min。
在实际使用时，试样在5min内表面渗水，说明该试样抗渗性能较差，预制裂缝的几乎没有进行自愈合反应；若试样在5min～360min内表面渗水，则根据实际渗水时间记录，若试样超过6小时后仍未渗水，可认为试样预制裂缝自愈合反应良好，试样在此养护环境下实现了裂缝的自愈合，且能承受0.4～0.6MPa的水压力。此记录方式可以定性分析不同掺量自愈合材料在不同养护环境下各养护龄期的自愈合情况。
在抗渗试样的侧面套上有机硅橡胶，是为了防止水从抗渗试样的侧面渗出。
实施例七：
参照图1、图2和图3所示的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，在实施例一的基础上，所述的步骤六中预制裂缝宽度修复试验的具体方法如下，
第一步：取步骤五中预制好裂缝的胶砂试样，并对胶砂试样上的预制裂缝宽度进行测量；
第二步：将测量过的胶砂试样再进行养护，每间隔预设时间，取出养护的胶砂试，并对其上的预制裂缝宽度测量，直到完成预设的检验时间。
通过上述方法，简单、方便的实现了自愈合混凝土裂缝宽度修复试验，对材料初步筛选奠定了基础。
本实施例中的测量精度为0.001mm。由于裂缝宽度为0.2～0.4mm，自愈合时宽度变化细微，测量精度为0.001mm可较为准确地表现出裂缝的愈合情况。
实施例八：
参照图1-图3，一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，包括如下步骤：
步骤一：制备自愈合混凝土砂浆；
将待测试的自愈合混凝土，通过筛除粗骨料来制备自愈合砂浆。
步骤二：装模
按照预设的裂缝修复检测试验组和抗渗性能修复试验组，将步骤一制备好的自愈合砂浆，分别装入不同组的截头圆锥金属试模和胶砂试模中，截头圆锥金属试模用于制备抗渗试样1，胶砂试模用于制备胶砂试样2，每组制备三个试样；
步骤三：给抗渗试样预制裂缝；
在步骤二制备的抗渗试样1上插入宽20mm、厚0.3～0.35mm裹胶带的刀片，装模1.5～2.5h后晃动刀片避免粘结，达到初凝时拔出刀片即可，得到宽度0.3～0.35mm上下贯通的预制裂缝3；
步骤四：养护
对步骤二中的胶砂试样2及步骤三预制好裂缝的抗渗试样1，均在标准试验室环境中进行养护26-30d；
步骤五：对步骤四中养护好的胶砂试样2进行裂缝预制；
将脱模后在标准养护26-30d后的胶砂试样2，利用三点弯曲加载得到加载预制裂缝4；
步骤六：对步骤三预制好裂缝的抗渗试样1及步骤五中预制好裂缝的胶砂试样，均置于预设环境中养护至规定龄期，
具体的养护方案如下：
若在标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％；若在水下环境，即将试样浸泡在水下，温度为20±2℃；若在干湿循环环境，设定浸泡时间为8小时，浸泡水的温度为20±2℃，干燥时间为4小时，干燥时箱内温度为50～70℃。
干湿循环环境是通过硫酸盐干湿循环试验机实现的。
可根据试验需要来选择相应的养护条件；
步骤七：进行修复检测试验
裂缝宽度观测试验的具体步骤如下：
第一步：取步骤五中预制好裂缝的胶砂试样2，并对胶砂试样2上的加载预制裂缝4的宽度进行测量；
第二步：将测量过的胶砂试样2再进行与步骤六相同方式的养护，且每间隔预设时间，取出养护的胶砂试2，并对其上的加载预制裂缝4的宽度进行测量，直到完成预设的检验时间。
裂缝修复试验的具体步骤如下：
第一步：取步骤五中预制好裂缝的胶砂试样2，并对胶砂试样2上的加载裂缝4的宽度进行测量；
第二步：将测量过的胶砂试样2再进行与步骤四相同方式的养护，且每间隔预设时间，取出养护的胶砂试2，并对其上的加载裂缝4的宽度进行测量，直到完成预设的检验时间。
使用裂缝观测仪对胶砂试样2进行测量时的精度为0.001mm。
其中，裂缝观测仪采用的是现有技术，它由可调控高清摄像头、可调控制支架、标尺组成硬件装置，由Supereyes测量系统实现高精度测量。
抗渗性能修复试验的具体步骤如下：
第一步：取出达到规定的修复龄期的待测试抗渗试样1；
第二步：待抗渗试样1表面干燥后，在抗渗试样1侧面套上有机硅橡胶，将抗渗试样1压入抗压仪的试验模，并使抗渗试样1的上下底面水平；
第三步：静置24h后装入渗透仪中，进行透水试验，开启渗透仪，将水压控制在0.75MPa，待水压力施加至0.5MPa左右时，开始观测试样表面渗水情况；
第四步：每隔5分钟观测一次，直至抗渗试样1顶面均渗水，记录每个抗渗试样1透水时间/(min)，两个抗渗试样1为一组，以两个抗渗试样1渗水时间平均值作为该组试样的渗水时间代表值，每批试验进行6小时结束；
第五步：若试样在5min内表面渗水，则认为该试样渗水时间为0，若6小时未见试样表面渗水，则记录361min，若恰好6小时渗水，则记录360min。
本实施例中采用的截头圆锥金属试模的上口直径为70mm，下口直径为80mm，高为30mm；胶砂试模的长为160mm，宽为40mm，高为40mm。根据中华人民共和国建筑工业行业标准《混凝土试模》(JG 237-2008)；浆体抗折强度试验、裂缝宽度测试试验、纵波测试试验均采用40mm×40mm×160mm立方体三联塑料模；浆体抗渗试验采用上口直径70mm、下口直径80mm、高度为30mm的截头圆锥金属试模。
通过本方法对自愈合砂浆进行裂缝修复结果的检验，不仅方法简单，而且实用性强，为实现不同环境下混凝土基体宏观裂缝的预防与微观裂缝修复、提高混凝土结构耐久性的有效方法、在混凝土结构加固修复及防灾减灾等工程领域的应用，提供了有力的保障。
实施例九：
参照图4-图11，一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法
本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂0份。减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
通过如下步骤对上述自愈合砂浆的裂缝修复能力进行试验。
1)制备试样
制备规格为上口直径70mm，下口直径80mm，高30mm，上层表面预留宽0.3mm裂缝的抗渗试样1及长为160mm，宽为40mm，高为40mm的胶砂试样2。
2)常规的标准预养：将制备好的抗渗试样1、胶砂试样2置于标准实验室环境中养护26～30d；
3)对预养好的胶砂试模2采用三点弯曲加载预制裂缝的方法得到加载预制裂缝4；
4)预设方式养护：对带预制裂缝抗渗试样1、胶砂试样2分别置于标准实验室环境(温度为20±2℃，湿度不小于95％)；水下环境(水下温度为20±2℃)；干湿循环环境(温度为20±2℃的水下浸泡8小时、温度为50～70℃的箱内烘干4小时)，养护龄期为30d、60d、90d、120d、150d。
5)进行修复检测试验
(1)抗渗性能修复试验
抗渗性能修复试验的具体步骤如下：
第一步：取出达养护龄期为30d、60d、90d、120d、150d的待测试抗渗试样1；
第二步：待上述抗渗试样1表面干燥后，在抗渗试样1侧面套上有机硅橡胶，之后分别压入抗渗仪的试验模中，并使抗渗试样1的上下底面水平；
第三步：静置24h后装入渗透仪中，进行透水试验，开启渗透仪，将水压控制在0.75MPa，待水压力施加至0.5MPa左右时，开始观测不同养护龄期的抗渗试样1表面渗水情况；
第四步：每隔5分钟观测一次，直至抗渗试样1顶面均渗水，记录每个抗渗试样1透水时间/(min)，两个抗渗试样1为一组，以两个抗渗试样1渗水时间平均值作为该组试样的渗水时间代表值，每批试验进行6小时结束；
第五步：若试样在5min内表面渗水，则认为该试样渗水时间为0，若6小时未见试样表面渗水，则记录361min，若恰好6小时渗水，则记录360min。
(2)裂缝修复试验
具体步骤如下：
第一步：取预制好裂缝的胶砂试样2，并对胶砂试样2上的预制裂缝宽度进行测量，作为裂缝观测基准值；
第二步：将测量过的胶砂试样2再进行不同环境的养护，且每间隔30d取出养护的胶砂试样2，并对其进行预制裂缝宽度的测量并记录，直到对养护龄期为150d的胶砂试样2测量完毕。
其中，裂缝观测仪由可调控高清摄像头、可调控制支架、标尺组成硬件装置，由Supereyes测量系统实现高精度测量。
分别采用砂浆抗渗性能修复试验对自愈合砂浆的抗渗性能进行评价，采用微观裂缝观测方法对裂缝自修复效果进行量化，得到了一种简便而实用的自愈合混凝土检验方法。
4)试验结果参见表1、表2。
实施例十：
参照图3-图10本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂1.7份，其中的减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
上述自愈合砂浆的裂缝修复能力试验过程与实例九相同，试验结果见表1、表2。
实施例十一：
参照图3-图10本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂3.4份，其中的减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
上述自愈合砂浆的裂缝修复能力试验过程与实例九相同，试验结果见表1、表2。
实施例十二：
参照图3-图10本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂5份。其中的减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
上述自愈合砂浆的裂缝修复能力试验过程与实例九相同，试验结果见表1、表2。
实施例十三：
参照图3-图10本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂6.7份；其中的减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
上述自愈合砂浆的裂缝修复能力试验过程与实例九相同，试验结果见表1、表2。
实施例十四：
参照图3-图10本实例提供了一种自愈合砂浆，是由水泥、粉煤灰、砂、钢纤维、修复剂、减水剂、引气剂及水组成，其中水105份，水泥224份，粉煤灰56份，砂子731份，减水剂4.2份，引气剂0.04份，钢纤维体积掺量为0.5％，修复剂8.4份；其中的减水剂采用的是聚羧酸减水剂，修复剂为水泥基渗透结晶材料。
上述自愈合砂浆的裂缝修复能力试验过程与实例九相同，试验结果见表1、表2。
实施例九-实施例十四，以自愈合砂浆抗渗试样1为自修复抗渗性能的考察对象，采用微观裂缝观测方法对砂浆试样2裂缝自修复效果进行量化试验。不同环境下、不同修复剂掺量的自愈合砂浆抗渗试样在不同龄期的渗水时间见表1，不同环境下、不同修复剂掺量的自愈合砂浆试样在不同龄期裂缝宽度见表2。
表1不同环境下、不同种类自愈合浆体试样不同龄期渗水时间
Figure BDA0003501318900000211
Figure BDA0003501318900000221
表2不同环境下、不同种类自愈合浆体试样不同龄期裂缝宽度
Figure BDA0003501318900000222
从上述试验结果可得出如下结论
本发明采用的自愈合砂浆具有一定的自我诊断及自我修复能力以及较好的抗渗性能，钢纤维可减少砂浆成型时产生的收缩裂缝，修复剂可以修复砂浆内部的微裂缝，二者可以在砂浆中协同工作。
通过自愈合砂浆裂缝修复检验方法，可知自愈合浆体裂缝修复最佳环境是水下环境，当修复剂掺量为8.4份时，可裂缝修复效果达显著，修复龄期为150d时，最大可修复裂缝平均值为0.16mm，渗透时间达到360min以上，且随修复龄期增大而持续增大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一：制备自愈合混凝土砂浆；
步骤二：装模
按照预设的裂缝修复检测试验组和抗渗性能修复试验组，将步骤一制备好的自愈合砂浆，分别装入不同组的试模中，制备出抗渗试样和胶砂试样，每组至少制备三个试样；
步骤三：给抗渗试样预制裂缝；
步骤四：标准养护
对步骤二中的胶砂试样及步骤三预制好裂缝的抗渗试样，均按温度为20±2℃，湿度不小于95％的标准进行养护；
步骤五：对步骤四中养护好的胶砂试样进行裂缝预制；
步骤六：预设模式养护
将步骤四中养护好的抗渗试样及步骤五中预制好裂缝的胶砂试样分别置于标准试验室养护环境、水下环境、干湿循环环境中养护至规定龄期；
步骤七：进行修复检测试验
对步骤六中不同环境下养护至规定龄期的带裂缝抗渗试样，进行抗渗性能试验；对步骤六不同环境下养护至规定龄期的带裂缝胶砂试样，进行裂缝宽度观测试验。
2.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于：所述的步骤二中的试模包括截头圆锥金属试模和胶砂试模，截头圆锥金属试模用于制备抗渗试样，胶砂试模用于制备胶砂试样。
3.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于：所述的步骤三中抗渗试样预制裂缝的具体方法为：在步骤二制备抗渗试样试模中抗渗试样上垂直试样表面插入宽20mm、厚0.3～0.35mm裹有胶带的刀片，刀片贯穿试样上下表面；装模1.5～2.5h后晃动刀片避免粘结，达到终凝时拔出刀片即可。
4.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于，所述的步骤四中对抗渗试样和胶砂试样养护的具体方法为标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％，养护时间为26-30d；所述步骤六中的预设养护模式中，若在标准实验室环境，温度为20±2℃，湿度不小于95％；若在水下环境，即将试样浸泡在水下，温度为20±2℃；若在干湿循环环境，设定浸泡时间为8小时，浸泡水的温度为20±2℃，干燥时间为4小时，干燥时箱内温度为50～70℃。
5.如权利要求4所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于：所述的干湿循环环境是通过硫酸盐干湿循环试验机实现的。
6.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于：所述的步骤五中的胶砂试样进行裂缝预制的方法是采用微机控制抗压抗折一体机进行裂缝预制的。
7.如权利要求6所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于，所述的胶砂试样裂缝预制的具体方法如下，
第一步，在微机控制抗压抗折一体机上放置胶砂试样
将预制好的多个胶砂试样中的一个放置于微机控制抗压抗折一体机；
第二步，通过微机控制抗压抗折一体机对胶砂试样施加预设载荷并获取荷载-位移曲线；
第三步，分析预制胶砂试样的破坏形态及荷载-位移曲线特征，获取不同破坏阶段中胶砂试样表面的裂缝宽度；
第四步，确定可预制预设宽度的不规则裂缝时采用的破坏荷载；
第五步，对其余胶砂试样实施第四步确定的破坏荷载，得到符合预制裂缝宽度的胶砂试样。
8.如权利要求6或7所述的一种利用三点弯曲加载预制胶砂试样裂缝的方法，其特征在于：所述的微机控制抗压抗折一体机至少包括一根加荷圆柱、两根支撑圆柱、力加载部和计算机；所述的力加载部用于对胶砂试样施加加载力；所述的计算机与力加载部电信号连接；所述的两根支撑圆柱放置在微机控制抗压抗折一体机的液压平台上；所述的加荷圆柱上部固定连接于力加载部，且位于两根支撑圆柱正中间上方位置。
9.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于，所述的步骤七中抗渗性能试验的具体方法如下，
第一步：取出达到规定修复龄期的抗渗试样；
第二步：待抗渗试样表面干燥后，在抗渗试样的侧面套上有机硅橡胶后，将抗渗试样压入抗渗仪的试验模中，且使抗渗试样的两底面水平；
第三步：将经第二步处理后的抗渗试样，静置22-26小时，之后装入渗透仪中；
第四步：开启渗透仪，将水压控制在0.7～0.8MPa，待水压力施加至0.4-0.6MPa时，开始观测试样表面渗水情况；
第五步：每隔预设时间观测一次，直至抗渗试样顶面均渗水，记录每个试样透水时间/(min)，两个试样为一组，以两个试样渗水时间平均值作为该组试样的渗水时间代表值，每批试验进行6小时结束；
第六步：若试样在5min内表面渗水，则认为该试样渗水时间为0，若6小时未见试样表面渗水，则记录361min，若恰好6小时渗水，则记录360min。
10.如权利要求1所述的一种自愈合混凝土裂缝修复检验方法，其特征在于，所述的步骤七中预制裂缝宽度修复试验的具体方法如下，
第一步：对步骤五中预制好裂缝的胶砂试样上的预制裂缝宽度分别进行测量，作为裂缝观测基准值；
第二步：将经第一步测量过预制裂缝宽度的胶砂试样，分别放入步骤六中预设的不同环境中进行养护，且每间隔预设时间，取出养护的胶砂试样，并对胶砂试样上预制的裂缝宽度进行测量，直到完成预设的检验时间。
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