微裂纹自修复UHPC

冻融氯盐下强度不减反升

引入微裂纹的UHPC在冻融和氯盐耦合侵蚀下，因自修复效应使界面致密化，200次循环后强度反而提升，突破了传统混凝土在严酷环境中的劣化规律。

Zhong, Rui · Xianbing, Ai · Mingyan, Pan · 姚一鸣 · Cheng, Zhao · Xin, Peng · Wang, Jingquan · 周伟

Cement and Concrete Composites 2024

参数信息

氯离子浓度（300次循环后）

<0.5 %

氯离子渗透深度（300次循环后）

≤6 mm

抗拉强度提升（200次循环后）

28.0 %

抗压强度提升（200次循环后）

18.3 %

技术优势

裂缝自封堵

二次水化和碳化反应在纤维-基体界面和基体中生成致密产物，使预置微裂缝在冻融-氯盐环境中闭合，恢复抗渗性。

强度不减反升

耦合冻融-氯盐作用200次循环后，抗拉和抗压强度分别提升28.0%和18.3%，归因于自修复对界面的强化。

氯离子渗透极低

即使经300次冻融-氯盐循环，微裂缝试件内部氯离子浓度普遍低于0.5%，渗透不超过6 mm，与未开裂UHPC相当。

应用场景

• 海洋工程混凝土：用于潮汐飞溅区等冻融-氯盐耦合区，以微裂缝自修复替代反复外防护，延长寿命。
• 自修复建筑材料：在不可预见的开裂后自主修复，阻止水分和离子侵入内部，实现免维护。
• 冻融环境修复：用自修复UHPC修复冻害开裂区，新裂缝能愈合，避免修复层再次失效。
• 高耐久水泥基复合材：在氯盐与冻融耦合环境中，利用自修复维持低渗透性，同时增强力学性能。