近些年，自修复混凝土以及从这个概念延伸出来的各种具备‘自修复’功能材料在防水堵漏行业越来越普遍。

至于什么是自修复，到底自修复是什么样的一个技术，很多人在用却很少有人能说的清道的明。

这一期，咱们就扒一扒自修复混凝土，让我们从中深刻研习透这一类技术的前世今生以及未来。

混凝土的使用量逐年增加，在将来仍然会是现代建筑不可缺 少的建筑材料， 其已逐渐向着高强，高性能多功能和智能化方向发展，结构也逐渐向着大型化和复杂化发展。

但由于混凝土是一 种脆性材料， 且孔洞比较多，在其使用过程中易受到环境等因素 的影响，产生裂纹或局部的损伤，影响到混凝土构件的抗压或抗 拉等强度，从而影响结构的正常使用， 甚至威胁结构的稳定性。

研究自修复混凝土的目的是为了解决这些技术问题。

自修复混凝土的原理

自修复的概念离我们并不遥远，生物的一大特性就是自修复，修复需要物质和能量的双重补给，物质起填补作用， 而能量为物质填补提供动力，同时生物修复自身损伤的过程还需要生长活性因子的作用。

如果这么说比较难懂，那么，你看参照一下小龙虾的钳子断了还可以重新长出来，壁虎的尾巴断了也可以再生，就是这么一个概念。 

自修复混凝土模仿生物机体损伤中的骨组织损伤再生机理，采用内含修复性胶粘剂的纤维与混凝土相结合的措施。

当混凝土出现裂纹或其他损伤时，胶粘剂可以对其进行修复，以达到修复后的材料各项性能保持正常甚至高于先前材料性能的目的。

自修复混凝土的意义

让一个没有生命体的无机混凝土具有生物的再生机理，这个牛逼吧。可自修复混凝土的技术研究绝对不是为了听起来牛逼。

在开始研究自修复混凝土前，事后维修或定时维修是混凝土修复工作的两种主要形式。

主要方法为表面涂抹砂浆，表面涂抹环氧胶泥、水泥灌浆、化学灌浆，钢筋加固和预应力加固等， 但是这些修复方法相对被动，已经不能满足现代化的要求。

而研究自修复混凝土恰能解决这一问题，通过模仿生物的再生与恢复机理功能，能对开裂部位进行自感知、自修复，最终提高混凝土的耐久性和服役寿命。

自修复混凝土可以进行自主修复，能够很大程度上解决混凝土易被破坏的问题，可以节约大量人力物力财力， 并保证甚至增加混凝土的使用寿命。 

做防水堵漏行业的朋友可以自行脑补一下，打倒你的可能不是同行而是混凝土本身哦！

自修复混凝土研究现状

作为材料学研究的一部分，智能混凝土的研究早在二十世纪中叶就开始了，苏联科学家利用碳墨作为导体，制备了水泥基导电材料，开创了自修复混凝土的先河。

日本在上世纪也进行了自修复混凝土的研究，开发了一种高智能结构材料，其可以感知和控制由于各种因素导致的混进变化。包括美国在政府和国家科学资金的支持下，创办了许多生产智能材料的工厂。

近年来，我国也在自修复混凝土领域小有成就，研究出水泥基磁性复合材料、损伤自诊断水泥基复合材料、自动调节温湿度水泥基复合材料以及与磁场相关的水泥基复合材料等混凝土材料。 

但是如何及时、有效、快速的修复混凝土结构裂缝和其他的损伤，目前来看， 我国的技术还不成熟也没有形成完善的体系。 

国内研究现状及发展动态

到目前为止，国内对于自修复混凝土的研究也取得了很多成果。 

南京航空航天大学关于研发智能材料的实验室，一直在我国自修复混凝土研究方面居于首位。

1997 年，他们就开始了关于在混凝土中加入具有记忆形状性能的合金材料的研究，使加入合金后的混凝土可以对损伤进行自诊断、自修复。 

早在 2001 年，杨红就提出了在混凝土中加入光纤的方案， 并进行了一系列实验。她在在混凝土中加入光纤使其具备自修复 功能，开创了一种新的方式， 并对光纤自修复混凝土在工程中的 实际应用作了深入研究。

在使混凝土具有自修复功能的基础上，还开始了对于使加入光纤的混凝土具备自诊断功能的研究与实验，使其具备判断混凝土受外力破坏位置与破坏程度的检测能力。

实验的数据表明，大部分修复后的混凝土的各项性能能够达到正常混凝土的使用要求。 

同济大学的**级混凝土材料实验室开发出一种智能混凝土，其可以模仿生物的感知能力和生物自我愈合的修复机能进行仿生自诊断和自修复。

在普通混凝土中加入含胶粘剂的液芯纤维、仿生传感器等，形成具有智能型自愈合和仿生自诊断系统的自修复混凝土。

传感器可以在混凝土受外力作用而产生微小裂缝时及时做出反应，处在裂缝上的那部分纤维会被拉断， 内部的修复性胶粘剂会流出，经过化学作用固结，以修复混凝土中的裂缝， 保证混凝土的力学性能不受裂缝影响， 甚至有所提高。

同济大学的研究取得了很大的成果， 实现了混凝土材料对于自身破坏的自动感知与诊断，大幅度提高了一些无法或很难进行定期排查修复的混凝土构件的使用寿命。 

主要研究内容

储存容器 

玻璃虽然是一种脆性材料，在承受外界载荷时容易被破坏。

但玻璃与混凝土的线膨胀系数几乎相等，这就可以保证玻璃与混凝土之间的粘结不会因为温度变化而产生相对变形被破坏。

而且玻璃的化学性质十分稳定，保证了其能长期储存各种修复性胶粘 剂， 且能长久存在于混凝土中而不影响混凝土的性能。

修复性胶粘剂

胶粘剂的选择，不仅需要考虑它的粘度，还需要考虑它的成分。

结构胶粘剂具有较高的粘接强度，可以作为首选。因为当混凝 土结构最初开裂时， 裂缝十分微小，为了保证混凝土中内置的修复性胶粘剂能够及时流入裂缝中修复裂缝，就要求修复性胶粘剂 的流动性能要比较好。

当混凝土受到外力遭到破坏开裂时， 修复剂部分发生破裂，内部胶粘剂流出到裂缝中， 对裂缝实现修复愈合。

基材的选择 

在以往一般选用普通混凝土作为自修复混凝土的基材，同济大学混凝土材料研究国家重点实验室的习至臻以及张雄初次使用了水泥砂浆作为基材，取得了一定的成果。

此后， 福州大学开展了以免振捣自密实混凝土作为基材的自修复混凝土实验，取得了 十分理想的效果。 

当玻璃纤维埋入混凝土中后，因混凝土需要进行振捣，在振捣后玻璃纤维常常会漂浮在混凝土的表面， 而自密实混凝土可以省略这一步， 解决了纤维管浮在表面的问题。

结语

看完上面关于自修复混凝土的专业剖析，你有啥感觉？

我相信大部分的第一反应是一脸懵逼，这玩意跟几乎和我们半毛钱关系都没有，但当听见别人说着这些高深莫测的概念时，你还得由衷的佩服别人牛！

第二个感觉是，目前这一领域的研究还停留在一些高校的一些项目组的研究课题中，距离市场化、量产化、大面积应用还是一个未知数。

第三个感觉是，你会幡然醒悟一件事，很多防水堵漏行业的材料企业让你交了多少智商税。

把高科技的概念稍微一挪用，哎嘿，一个没有实验室没有技术沉淀的公司照样可以换瓶不换酒的收割你一轮又一轮。

这是为什么呢？要不是不知道，就再回头看看这一期的内容！

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