[发明专利]高吸水性树脂在模拟裂缝中再膨胀率的测量方法

说明书

本发明高吸水性树脂在模拟裂缝中再膨胀率的测量方法。该方法将容器管置于盖板上，将单颗粒高吸水性树脂置于容器管中央，然后浇筑已拌合好的水泥浆；用胶带将硬化水泥浆表面覆盖，仅暴露单颗粒高吸水性树脂位置；在试样表面放置盖板，用钢针将盖板和试样隔开；四周注入少量粘结剂粘结；随后取出钢针，得到模拟裂缝。通过测定浸水后单颗粒高吸水性树脂填充裂缝的面积，获得单颗粒高吸水性树脂的再膨胀率。该方法简单有效，可用于研究硬化水泥浆中高吸水性树脂在模拟裂缝中的再膨胀行为，有助于研究水泥浆组成、环境溶液性质和裂缝宽度对单颗粒高吸水性树脂愈合裂缝效率的影响，也可用于预测一定组成水泥浆中SAP在特定环境中的裂缝愈合效果。

技术领域

本发明属于水泥混凝土领域，特别是采用高吸水性树脂(SAP)提高混凝土自愈合能力的技术领域。

背景技术

在有水环境和高湿度环境(如90％湿度)中，SAP可促进混凝土裂缝的自愈合。当SAP与混凝土拌合时，吸收混凝土中的拌合水并发生膨胀；当混凝土硬化后，SAP释放吸收的水分并收缩，从而在混凝土中留下初始孔洞，这些孔洞相当于宏观缺陷。当外部荷载较高时，裂缝沿SAP初始孔洞产生。在有水环境中，裂缝处的SAP能够吸收大量水，发生膨胀并堵塞裂缝，从而降低开裂混凝土的水渗透性。在高湿度环境中，SAP吸收环境中的水分并给予混凝土，可促进裂缝处未水化水泥的水化和氢氧化钙的碳化，生成愈合产物并修复裂缝。

文献1(Lee,H.X.D.,Wong,H.S.,Buenfeld,N.R.Self-sealing of cracks inconcrete using superabsorbent polymers,Cement and Concrete Research,2016,79:194-208.)中公布了一种评价SAP愈合裂缝的方法——水渗透试验。将直径100mm、高150mm的试样劈裂成两部分，将一定宽度的有机玻璃条置于两部分试样之间，用不锈钢环将试样箍住，通过调整玻璃条厚度得到一定宽度的裂缝。裂缝表面与进水管连接，并用硅胶密封；进水管另一端连接装有测试溶液的水箱，水箱置于高处，水箱中水面与试样表面高度差为4m。通过测量流过混凝土裂缝溶液的质量评价SAP的裂缝愈合效果。

文献2(Snoeck,D.,Steuperaert,S.,Van Tittelboom,K.,Dubruel,P.,De Belie,N.Visualization of water penetration in cementitious materials withsuperabsorbent polymers by means of neutron radiography,Cement and ConcreteResearch,2012,42(8):1113-1121.)中公布了一种评价SAP愈合裂缝的方法——中子衍射照相。将含SAP的混凝土制成300×100×100mm的试样，试样内置钢筋。养护7天后，通过三点弯试验在试样中制作一定宽度的裂缝。将预开裂的试样在50℃环境中干燥16天，随后将试样裂缝面浸在水中，浸水深度为3.5mm。中子衍射照相试验所采用的中子束的电流为1.5mA，当热中子射入混凝土时，可探测氢原子的分布，进而获得混凝土中水的分布。通过裂缝附近水的分布评价SAP的裂缝愈合效果。

文献3(Snoeck,D.,Dewanckele,J.,Cnudde,V.,De Belie,N.X-ray computedmicrotomography to study autogenous healing of cementitious materialspromoted by superabsorbent polymers,Cement and Concrete Composites,2016,65:83-93.)中公布了一种评价SAP愈合裂缝的方法——X射线断层扫描。将含SAP的混凝土制成直径6mm、高10mm的试样，养护28天后通过巴西劈裂试验在试样中制作一定宽度的裂缝。将试样在不同湿度环境中放置28天后进行愈合试验。愈合试验前后均进行X射线断层扫描测试，扫描图像的分辨率为12μm。通过对扫描图像进行重构，获得裂缝处愈合产物的三维分布，以评价SAP的裂缝愈合效果。