建筑结构要经得起时间的考验，就必须面对一个挑战——防水。进水造成的损害往往是看不见的威胁，它会逐渐侵蚀建筑物的完整性，增加维护成本，缩短使用寿命。
最初损害混凝土防水性能和抗劣化性能的原因都只是来自于细微的缺陷，因此在出现重大问题之前很容易被忽视。
在最近的一次网络研讨会上，凯顿国际的技术总监Jeff Bowman分享了过去和现在关于混凝土缺陷的研究，并阐述了如何采用创新型技术确保混凝土的耐久性和防水性。
混凝土因其多功能性和耐久性而被广泛使用。然而，维修和维护的相关成本仍然是重点关注的问题。
随着行业迅速发展，人们越来越注重减少对环境的影响，可持续性混凝土是在预期使用寿命内持续发挥其功能和性能的混凝土，减少维护、维修和更换的需求。
微裂缝在很大程度上影响了我们对混凝土耐久性的认知。这些微小的裂缝往往肉眼难以察觉，就很容易低估其带来的影响，直到这些裂缝升级成为严重问题。
它是由于多种应力因素（如荷载、环境条件和热循环）而形成的，这些裂缝可能扩展成庞大的裂缝网络，使得混凝土容易受到水分和有害化学物质的侵入。尤其当这种侵入损害到保护钢筋免受腐锈蚀的混凝土保护层时，情况就更加令人担忧了。
图中为一块混凝土的横截面：
• 灰色的部分代表骨料
• 白色背景代表水泥浆基体
• 绿色线条显示的是微裂缝
• 红色线条则标示出了更严重的开裂现象
如果观察混凝土的初始状态，就会发现大多数新浇筑的混凝土中都存在早期微裂缝。随着时间的推移，荷载、风化和热循环等应力因素会不断作用，从而导致新的微裂缝形成，还可能使得之前产生的细微裂缝进一步延伸和扩展。在后期整个混凝土中会形成一个可渗透的微裂缝网络，这使得混凝土容易受到水和有害化学物质的侵入。
◆热循环对微裂缝的影响
ACI专刊（139号）探讨了高温条件下微裂缝的产生以及腐蚀防护问题，通过模拟恶劣环境中的温度波动，来测试混凝土试块在温度变化环境中受到的影响。
例如，一项在模拟条件下进行的研究发现，混凝土在27°C至60°C的反复温度循环中会产生大量微裂缝。这种温度波动类似于沙漠气候中的环境条件，并且由于气候变化的影响，这种情况在温带地区也越来越常见。
该报告发现，经过热循环的混凝土腐蚀速度比对照组快50%到70%。其研究结果还表明，如果我们仅凭直观观察或抗压强度来评估混凝土，将无法准确预测混凝土的实际性能表现。
任何混凝土混合物本身都具有一定能力来密封某些出现的微裂缝，这包括：
01 碳酸钙的形成
混凝土中钙矿物质与水的相互作用，产生碳酸钙，有助于裂缝的密封。
02 水泥的持续水化
未水化的水泥颗粒可以继续与水发生反应，填补裂缝。
03 碎屑沉积
混凝土中的细微颗粒可能嵌入裂缝中，有效地封闭裂缝。
04 水泥基体的膨胀
与海绵类似，水泥基体吸收水分并膨胀，有助于封闭微小裂缝。
在混凝土混合物中加入渗透结晶型外加剂，其有效成分能够与水和未水化的水泥颗粒发生反应，形成不溶于水的针状结晶体，填充这些细微裂缝从而达到阻水和防水保护的效果。
★渥太华大学–为期两年的实验室研究★
由渥太华大学Diego de Souza和Leandro Sanchez博士领导的一项为期两年的研究表明，与普通混凝土相比，加入渗透结晶型外加剂可以显著提高混凝土微裂缝的自愈合性能。这种改善不仅见于初期混凝土，而且在后期、成熟的混凝土中也表现强劲。
通过显微镜观察分析证实，经过添加了渗透结晶型外加剂的混凝土试样中，微裂缝呈现出已愈合状态，而此前水和化学物质能够通过这些微裂缝进入混凝土内部。
在对微裂缝进行评估的同时，研究人员还对混凝土试件进行了一系列性能测试，包括抗压强度、弹性模量、孔隙率、电阻率和脉冲速度等，目的是检查混凝土在进行力学加载前后以及自愈合一段时间后内部损伤的情况，并确定其恢复比率。
结果表明，经过修复期后，普通混凝土的平均力学性能恢复了20-30%，而含有渗透结晶型外加剂的混凝土在相同时间内恢复了60-70%的性能。
实验室研究提供了三个关键发现
01 微裂缝愈合数量与不同力学性能的恢复率（自愈效果）之间存在显著的正相关性。
02 某些特定性能（如孔隙率），在添加渗透结晶型外加剂后，修复效果尤为显著。
03 我们能够直观地观察到微裂缝的愈合现象，并体验到与性能相关的更大优势。
★夏威夷大学–为期10年的实地研究★
夏威夷交通部委托夏威夷大学进行了一项长达十年的研究，评估加入了不同抗腐蚀和降低渗透性外加剂的钢筋混凝土板试块长时间暴露在海洋潮汐区中的性能表现。
当时，凯顿国际团队并不知情这项研究使用了我们的KIM®混凝土防水外加剂，这与渥太华大学在其实验室研究中使用的外加剂是相同的。
研究表明，含有KIM®的混凝土试块在恶劣的海洋条件下表现出卓越的性能，具有较好的抗腐蚀性和抗渗透性能。它不仅降低了渗透性，还愈合了细微裂缝，从而保护钢筋免受锈蚀。
微裂缝自愈合研究表明，要实现混凝土的耐久性和长期的防水效果，关键在于能够持续对细微裂缝进行愈合和修复。渗透结晶型外加剂不仅可以提升混凝土的即时性能，还能确保其长期耐久性和可持续性。随着建筑行业的不断发展，采用这类材料对于构建更加坚固耐用的建筑结构和基础设施至关重要。
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