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基于水泥水化的混凝土自愈合的影响因素与影响机理摘要：脆性大是混凝土材料的固有缺陷，裂缝是混凝土结构普遍存在的问题之一。混凝土拥有一定的裂缝自愈合的能力，在有水的环境下，一定宽度内的裂缝可以自行修复。混凝土的自愈合能力受到外部环境（湿度、温度等），裂缝宽度，胶凝材料的掺量和细度，水灰比，砂率，裂缝出现时间和养护时间等因素的影响。研究基于水泥水化的混凝土自愈合的影响因素与影响机理有助于功能性自愈合混凝土的研究。Abstract：The brittleness is the inherent defect of concrete material, and crack is one of the problems in the concrete structure. Concrete has self-healing ability, in the water environment, a certain width of the crack can be repaired by itself.Concrete self-healing ability is affected by the external environment (temperature, humidity, etc.), crack width, fineness and content of cementitious material, water cement ratio, sand rate cracks time and curing time and other factors.The research on the influence factor and the influence mechanism of cement hydration based concrete self healing is helpful to the research of the functional self-healing concrete.关键词:混凝土；自愈合；水泥水化Keywords:concrete; self-healing; hydration of cement1.混凝土自愈合的定义和机理1.1混凝土自愈合混凝土自愈合，指在不通过任何外界干预的条件下混凝土自身对裂缝的修复能力。Ca(OH)2和CaCO3 晶体在裂缝中的生长是混凝土裂缝自愈合的唯一原因，而晶体的生长速度取决于两个方面，一是裂缝的宽度，二是裂缝周围的水压力，且与混凝土的组成和裂缝周围水的硬度无关。1.2基于水泥水化的混凝土自愈合1）水泥水化的化学反应硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下：①硅酸三钙水化：硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2②硅酸二钙的水化：2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2所形成的水化硅酸钙也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶更粗大。③铝酸三钙的水化：铝酸三钙水化迅速，放热快，液相CaO浓度和温度会影响其水化产物组成和，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。在有石膏的情况下，C3A优先与石膏反应生成三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石AFt）。若C3A仍有剩余，则与钙矾石反应生成单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。④铁相固溶体的水化水泥熟料中铁相固溶体以C4AF为代表，水化反应及其产物与C3A很相似。C4AF水化速率较C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。混凝土自愈合的主要机理混凝土自愈合特性以裂缝处有白色碳酸钙结晶为特征，其包含复杂的物理及化学过程，主要机理包括：（1）混凝土中未水化的水泥颗粒（如C3S、C3A 等）被渗透水冲出，在裂缝处与渗透水作用，生成水泥水化产物并在裂缝处沉淀附着；（2）混凝土微溶于水的水化产物Ca(OH)2溶解在流过的渗透水中，与裂缝附近空气中的CO2发生化学反应，生成的碳酸钙在裂缝周围结晶沉淀；（3）水渗透致使混凝土内部Ca(OH)2浓度降低，打破混凝土体内环境平衡，进而致使水泥水化产物分解，随渗透水流出，沉淀聚集在裂缝周围；（4）空气中的污染物（如灰尘）等沉落进入渗透水中，随渗透水堵塞裂缝。其中，第（1）（2）条为基于水泥水化的混凝土自愈合机理。由以上四个混凝土自愈合的机理可见，混凝土裂缝自愈合的必要条件为存在充足的水分，因此混凝土需在潮湿条件或在水中养护才能产生自愈合。2.影响混凝土自愈合的主要因素2.1外部环境对混凝土自愈合能力的影响（1）水Ca(OH)2只能和溶解在水中的CO2发生反应，而且水也是混凝土内部的Ca(