當前位置：一、引言
自修復混凝土（Self-healing Concrete），作為一種具有自動(dòng)修復裂縫和損傷能力的新型建筑材料，近年來(lái)在學(xué)術(shù)界和工程界引起了廣泛關(guān)注。該技術(shù)通過(guò)模仿動(dòng)物骨組織結構的再生機制，在混凝土內部或表面出現裂縫后，通過(guò)內部機制或外部刺激自動(dòng)修復裂縫，使混凝土實(shí)現自行愈合，從而延長(cháng)使用壽命，降低維修成本，保障工程安全。
隨著(zhù)全球基礎設施建設的不斷加快，對高性能、長(cháng)壽命建筑材料的需求日益增長(cháng)。傳統混凝土在使用過(guò)程中因各種因素導致的裂縫和損傷問(wèn)題日益凸顯，嚴重影響其力學(xué)性能和耐久性，縮短使用壽命，增加維護成本。因此，自修復混凝土技術(shù)的出現正好契合了這一市場(chǎng)需求，成為解決混凝土耐久性問(wèn)題的有效途徑。同時(shí)，自修復混凝土技術(shù)的出現，為傳統混凝土材料的發(fā)展注入了新的活力，并提供了全新的機遇。本文將從行業(yè)前沿、國內外最新技術(shù)等方面，對自修復混凝土技術(shù)進(jìn)行總結。
二、國內外最新技術(shù)
1、生物自修復混凝土
生物自修復混凝土是基于微生物的自動(dòng)修復技術(shù)，通過(guò)施加一定的營(yíng)養和水源，利用產(chǎn)生菌落的細菌來(lái)修復混凝土中的裂縫。這種技術(shù)的修復機制依賴(lài)于微生物在混凝土裂縫中的生長(cháng)和繁殖，釋放礦化物質(zhì)和水合物填充裂縫。然而，由于生物自修復混凝土的應用范圍較窄，且需要較長(cháng)時(shí)間才能實(shí)現修復，目前尚未大規模應用。
2、化學(xué)自修復混凝土
化學(xué)自修復混凝土則是通過(guò)施加可開(kāi)裂的荷載，使混凝土中的微膠囊破裂，釋放出預先灌入的修復劑（如環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等）填充裂縫。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是修復速度快且修復質(zhì)量高，但其耐久性較差，且修復劑的釋放難以控制。近年來(lái)，隨著(zhù)微膠囊技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)自修復混凝土的耐久性和修復效果得到了顯著(zhù)提升。
3、物理自修復混凝土
物理自修復混凝土通過(guò)在混凝土中布置纖維束，當混凝土受到開(kāi)裂荷載作用時(shí)，纖維束斷裂并釋放出修復材料填充裂縫。相較于化學(xué)自修復混凝土，物理自修復混凝土在修復效果和耐久性方面表現更佳。同時(shí)，纖維的加入還能提高混凝土的抗裂性能，減少裂縫的產(chǎn)生。
4、納米技術(shù)自修復混凝土
納米技術(shù)作為一種新興技術(shù)，在自修復混凝土領(lǐng)域也展現出了巨大的潛力。通過(guò)在混凝土中添加特殊的納米顆粒，利用納米顆粒的高比表面積和快速溶解特性，可以在裂縫產(chǎn)生后迅速形成新的水泥膠體，封住孔隙并修補裂縫。此外，納米顆粒還能吸收周?chē)乃魵獠⒅匦陆Y晶，形成更多的晶體，進(jìn)一步增強混凝土的自修復能力。
5、智能自修復混凝土
智能自修復混凝土是近年來(lái)發(fā)展的一個(gè)新興方向。通過(guò)在混凝土中嵌入傳感器、形狀記憶合金等智能材料，實(shí)現對混凝土損傷的自診斷和自修復。當混凝土受到損傷時(shí)，傳感器會(huì )及時(shí)感知并發(fā)出信號，形狀記憶合金等智能材料則在接收到信號后迅速響應，通過(guò)物理或化學(xué)變化修復裂縫。這種技術(shù)不僅提高了混凝土的自修復能力，還實(shí)現了對混凝土狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測和預警。
三、面臨的挑戰
盡管自修復混凝土技術(shù)取得了顯著(zhù)進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰。
性能優(yōu)化：目前自修復混凝土的修復效果和耐久性仍需進(jìn)一步提升，以滿(mǎn)足實(shí)際工程的需求。
成本控制：高效自愈合劑和微生物修復技術(shù)的成本較高，限制了其大規模應用。
安全問(wèn)題：某些自修復技術(shù)（如一氧化碳自修復）存在安全隱患，需要進(jìn)一步加強安全控制。
標準化與規范化：自修復混凝土技術(shù)的標準化和規范化尚未完善，需要進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)標準的制定和實(shí)施。
四、結論與展望
綜上所述，自修復混凝土技術(shù)作為建筑材料領(lǐng)域的一項前沿技術(shù)，在過(guò)去五年中取得了顯著(zhù)進(jìn)展。國內外學(xué)者在生物自修復、化學(xué)自修復、物理自修復、納米技術(shù)自修復和智能自修復等方面進(jìn)行了深入研究，取得了一系列重要成果，有望在建筑、橋梁、隧道等基礎設施領(lǐng)域得到廣泛應用。
黃河勘測規劃設計研究院有限公司作為國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)、國家級企業(yè)技術(shù)中心，長(cháng)期致力于黃河的長(cháng)治久安，致力于水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí)，在涉水建筑物的結構穩定性和耐久性方面深耕多年，已研發(fā)出混凝土超疏水外加劑、裂縫修復劑、泥質(zhì)粉細砂固結劑等多種新材料。此外，在滲透結晶材料和生物修復菌劑方面也開(kāi)展了初步探究，以期在未來(lái)的工程建設中，為防止混凝土開(kāi)裂，提高工程綜合耐久性方面做出更大的貢獻。
