自愈混凝土的工作原理分析

一、一个真实的故事。

某业主发现新买的房子出现了楼板漏水现象，很气愤，决定采取维权措施。一方面把家里的水龙头打开，希望漏水导致形成“水帘洞”的效果。另一方面向有关部门投诉，并邀请媒体记者到现场。若干天后，等大家来到现场，不可思议的事情发生了，竟然未发现有楼板漏水现象。弄得大家面面相觑，业主更是不知所措，哭笑不得。

当然作者不是来给大家讲故事的，下面就来分析本案例背后的原理。

二、其实这就是混凝土的固有特性–自愈现象。

经常看到地下室混凝土外墙、有积水的楼板下面，沿着裂缝的方向，覆盖着一层白色的沉淀物，当这种白色的沉淀物充满了裂缝，漏水现象就会停止，在建筑工地经常可以看到，只是我们没有去关注研究而已，见下图。

三、混凝土自愈现象背后的原理

当裂缝处有水存在时，水与裂缝处的混凝土成分氧化钙CaO化合，形成氢氧化钙Ca(OH)2，游离的Ca(OH)2易溶于水，可在裂缝中游动，与空气中二氧化碳CO2化合形成碳酸钙CaCO3，沉积在裂缝里面与表面，形成白色的填充物。归纳起来就是下面两个化学公式：

CaO+H2O=Ca(OH)2

Ca(OH)2 +CO2=CaCO3 +H2O

这两个公式伙伴们应该很眼熟吧，好像读初中时老师就教过的，而这就是裂缝自愈的基本原理。

四、如何利用混凝土的这种性质，为我们服务？

1、什么样的裂缝可以采用自愈法处理呢？首先应该是非荷载原因导致的裂缝，如混凝土早期产生的塑性裂缝和干缩裂缝，这种裂缝经常会是贯穿裂缝，具备漏水的条件，并随温度变化裂缝宽度变化很小。

2、即使是非荷载原因导致的裂缝，也还是首先要根据裂缝位置、数量、宽度确认是否需要加固。自愈法是不能够用于加固的，只能用于裂缝修补。因为在《混凝土结构加固设计规范》GB 50367-2013中找不到依据。不过实践表明，很多楼板非荷载原因导致的裂缝可不加固处理。

如下图所示，现浇板的板角1米内的切角裂缝，和按单向板设计的现浇板中部平行于短边的通长裂缝，见下图。还有一些不规则的塑性裂缝，可采用自愈法处理。

3、实践表明，当裂缝宽度在0.2mm以下时，较易出现自愈现象。裂缝太宽，如大于0.2~0.3mm时，化合产物CaCO3 难以沉淀堆积，不可用自愈现象来处理，可采用灌浆法处理。

4、保持混凝土表面潮湿，有积水，就是每天在板上浇几次水就可。水头压力应小于15~20mm。否则因压力大，化合产物CaCO3难以堆积在裂缝侧壁，也就是积水厚度不要大于15~20mm。

5、越早开始进行裂缝自愈处理效果越好。也就是主体结构施工过程中，开始裂缝自愈处理效果最好。如果推迟裂缝自愈的时间，则随着混凝土碳化发展，裂缝的自愈闭合程度会降低，较难达到处理效果。

6、如果发现楼板下部有太多密集的白色斑痕，化合产物CaCO3大量渗出，这时就应检查楼板混凝土是否酥松，浇筑混凝土施工时是否有漏震现象，再根据情况做专门处理。

五、自愈法处理混凝土裂缝，确实只需加水。

自愈法处理混凝土裂缝，虽然不像前几年网上流传的“加水就能跑”的汽车那么神奇，但是采用该法处理裂缝，确实只需加水，并且没有违反自然规律。只要合理运用，是可以创造价值的。我过去在项目上经常用自愈法处理裂缝，取得了较好的效果。

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参考文献：王铁梦《工程结构裂缝控制》中国建筑工业出版社 1997年8月第一版