一种探究裂缝自修复动力学的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种探究裂缝自修复动力学的测试方法。该方法包括步骤：（1）制备裂缝宽度可控的水泥基材料试件；（2）将试件放入容器中，将准备观察的一个试件表面朝上放置，再将溶液添加至与样品上表面平齐；（3）用体视显微镜持续观测裂缝愈合情况，从添加溶液之后开始，每隔一定时间拍照。本发明专利技术提出的探究裂缝自修复动力学的测试方法，可以对试件某一段裂缝的修复过程进行持续观测，也可以同时观测不同修复位置的修复过程，操作简单，实用性强，所获实验结果对探究裂缝自修复的动力学过程提供重要依据。

【技术实现步骤摘要】
一种探究裂缝自修复动力学的测试方法
本专利技术属于水泥基材料裂缝自修复领域，具体涉及一种探究裂缝自修复动力学的测试方法。
技术介绍
钢筋混凝土是世界上应用最广的建筑材料，其中钢筋承受拉应力，混凝土承受压应力，同时，混凝土也作为钢筋保护层来保证钢筋不产生锈蚀破坏。但是混凝土材料在其服役过程中受温湿度、外部荷载等因素的影响，容易产生不同尺寸的裂缝。裂缝对于混凝土来说是一个不可避免的问题。裂缝的存在会使得混凝土材料的抗渗水性能变差，会降低某些建筑结构的防水功能。如果水中含有侵蚀性介质，则会产生持续破坏作用，不仅会促使混凝土本身劣化，还使钢筋发生锈蚀，缩短结构服役寿命。事实上，早有文献报道混凝土本身就具有一定的自修复能力，可以提高抗渗性能，延长建筑结构的服役寿命。但是依靠混凝土本身的自修复能力尚不足以在短时间内修复裂缝，在修复期内侵蚀性介质的破坏作用也不能忽视，并且本身的修复能力十分有限，只能修复小于60μm的裂缝。为此，在近些年的研究中，国内外学者提出了不少新的技术来提升混凝土自修复的效率和能力，比如微生物诱导矿化碳酸钙沉积技术、基于液体修复剂的裂缝自修复技术和基于添加活性组分的自修复技术。与此同时，研究人员为探究不同自修复技术的动力学过程也提出了很多测试方法，比如：气体或液体渗透测试、力学性能测试、声发射测试、电化学测试、X射线断层扫描及中子成像等方法。上述的气体、液体渗透测试和力学性能测试都会对试件有一定的影响，而声发射测试和电化学测试的方法得到的测试结果只能通过信号强度来间接反映修复效果。对于X射线断层扫描和中子成像两种测试方法则兼具无损检测和持续观测的优点，但相应的测试成本极高，应用相对较少。因此，提出一种能够兼顾有效性和经济性的探究裂缝自修复动力学的测试方法是混凝土裂缝自修复领域研究人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述存在的问题，提出了一种能够兼顾有效性和经济性的探究裂缝自修复动力学的测试方法，该种方法操作简单，实用性强，能够有效的观测裂缝自修复产物填充裂缝的过程。本专利技术的目的通过如下技术方案实现。一种探究裂缝自修复动力学的测试方法，包括如下步骤：（1）制备裂缝宽度可控的水泥基材料试件；（2）将试件放入容器中，将准备观察的一个试件表面朝上放置，再将溶液添加至与样品上表面平齐；（3）用体视显微镜持续观测裂缝愈合情况，从添加溶液之后开始，每隔一定时间拍照。进一步地，步骤（1）中，制备裂缝宽度可控的试件的步骤如下：制备长方体水泥基材料试件，可按研究内容设置含或不含修复剂的试件，养护至一定龄期之后，采用三点弯曲的方法将试件折断，选任一裂缝面上四边角上贴确定厚度薄片后把样品重新拼接一起，以此制备出带确定裂缝宽度的试件，其中裂缝宽度由薄片厚度控制。进一步地，步骤（2）中，试件在容器中放置时，需在试件两端底部放置两块木塞以防止裂缝面与容器地面接触。进一步地，步骤（2）中，所述溶液需要根据所研究的不同修复条件确定，可以为淡水、海水、盐湖水等。与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术提出的探究裂缝自修复动力学的测试方法，可以对试件某一段裂缝的修复过程进行持续观测，也可以同时观测不同修复位置的修复过程，操作简单，实用性强，所获实验结果对探究裂缝自修复的动力学过程提供重要依据。附图说明图1是步骤（1）中制备的带有确定裂缝宽度试件的示意图。图2是在不同时间裂缝不同位置实时愈合情况照片。具体实施方式以下结合具体实施例以及附图对本专利技术技术方案作进一步详细描述，但本专利技术的保护范围及实施方式不限于此。本专利技术具体实施例中，所用原料为PⅡ42.5水泥，采用的试件尺寸为40mm*40mm*160mm的净浆试件，所添加修复剂为结晶型修复剂，掺量为水泥用量的1.5wt%。试件养护完7天后设置宽度约为300μm的裂缝，所研究的修复环境为海水环境，故配制模拟海水为实验溶液。实施例1：按质量称取1600g水泥、480g水，称取胶凝材料（水泥）用量1.5wt%的三乙醇胺。将三乙醇胺先溶于水中，再将拌合用水和水泥搅拌之后制备40mm*40mm*160mm的试件，试件养护7天后设置宽度为300μm的裂缝，先将长方体试件用三点弯曲的方法折断，选任一裂缝面上四边角上贴确定厚度薄片后把样品重新拼接一起，用透明胶带固定（见图1）。然后放入到配置的模拟海水溶液中，通过体视显微镜来观察裂缝愈合过程。可以观察到，在0h试件表面及裂缝口处无任何沉淀物；在2h后在位置3、4和5处裂缝口有悬浮的沉淀物，而在位置6处沉淀物基本已将裂缝口完全填充，但产物层比较薄，呈透明状；在4-8小时的过程中，在位置3、4和5处裂缝口处悬浮的沉淀物在不断增加，且在裂缝表面有比较薄的一层产物开始出现并不断增加，位置6处裂缝口的沉淀物也在不断增加产物层已经开始变厚；10-12小时的过程位置3、4和5处裂缝口处悬浮的沉淀物已沉降在裂缝口上，位置6处裂缝口的产物层厚度继续增加已完全不透明（见图2）。通过对试件持续12h的观测结果进行分析，得出如下结论：掺有结晶型修复剂早期过程有两种方式，第一种为裂缝面直接吸附环境中的离子，与从基体中溶出的离子发生反应，直接在裂缝面上形成修复产物，并且这种类型的修复产物能够相对稳定地存在于裂缝面上；第二种为溶出的离子在裂缝附近的溶液中与环境中的离子发生反应并生成沉淀，有部分沉淀会直接沉积在试件表面（裂缝周围暴露的试件面），有部分在水中悬浮，直至与其他修复产物团聚之后一同沉积在裂缝口处。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探究裂缝自修复动力学的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备裂缝宽度可控的水泥基材料试件；（2）将试件放入容器中，将准备观察的一个试件表面朝上放置，再将溶液添加至与样品上表面平齐；（3）用体视显微镜持续观测裂缝愈合情况，从添加溶液之后开始，每隔一定时间拍照。

【技术特征摘要】
1.一种探究裂缝自修复动力学的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）制备裂缝宽度可控的水泥基材料试件；（2）将试件放入容器中，将准备观察的一个试件表面朝上放置，再将溶液添加至与样品上表面平齐；（3）用体视显微镜持续观测裂缝愈合情况，从添加溶液之后开始，每隔一定时间拍照。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，制备裂缝宽度可控的水泥基材料试件的步骤如下：制备长方体水泥基材料试件，按研究内容设置含或不含修复剂的试件，养护至一定龄期之后，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩良，刘昊，吴欣桐，宋雪敏，余其俊，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44