Page 78 - 水利学报2021年第52卷第11期

所示，可知在 PVP 掺入 4 g 时，外包膜厚度最小，为 3.82 μm。CPVPC 的外包膜厚度随 PVP 掺入量的
增加而逐渐增大，并在 PVP 掺入 16 g 时，外包膜厚度达到最大，厚度为 9.3 μm。

4 类细胞体制备水泥砂浆试样的自愈性能研究

4.1 类细胞体溶解 为研究类细胞体是否能按预定设想在不同养护龄期时，外包膜发生破裂，暴露
内部水泥熟料并参与水化反应。选择 P/C-16 组水泥砂浆试样，在养护 14 d 时，取试样中心部分浆体
粉末在电子显微镜下进行形态结构观测，形态结构由图 5 所示。由图 5 可知，在水泥砂浆试样中，
CPVPC 的外包膜在养护 14 d 时发生了一侧破裂，露出了内部形状不规则的水泥熟料，并且水泥熟料
还未进行反应。这意味着在类细胞体的制备过程中添加 PVP 是可以控制自融时间的，可以满足本实
验要求。
4.2 强度恢复研究 抗压强度是判断水泥基材料性能的主要方面之一，所以抗压强度在水泥砂浆的
自愈性能中也是重要方面之一。将 CPVPC 按水泥量的 15%掺入水泥砂浆中，水泥砂浆试样在承受
80%极限抗压强度后，养护 7 d、14 d、28 d 后的强度恢复率如图 6 所示。由图 6 可知，在受损后的自

愈养护期内，添加 15%CPVPC 的水泥砂浆试块，最大强度恢复率已达到 75%，强度恢复率均比 P/C-0
组高，最高比 P/C-0 组高 22%。没有添加 CPVPC 的 P/C-0 仅仅在 28 d 时恢复 53%，表明其自愈能力有
限。另外， P/C-4、P/C-8、P/C-12、P/C-16 组在自愈养护期内的强度最大恢复期不同，可知，P/C-4
的最大恢复期为 0～7 d，P/C-4 的最大恢复期为 7～14d，P/C-12 与 P/C-16 的最大恢复期为 14～28 d。
通过试验结果可以证明，CPVPC 中的水泥熟料是试样自愈的主要原因，为试样提供了更多未水化的
活 性 熟 料 ， 未 水 化 的 原 料 在 后 续 持 续 反 应 ， 最 终 28 d 时 的 抗 压 强 度 恢 复 最 高 达 75% 。 PVP 作 为
CPVPC 的外附材料，可保护内部水泥熟料不在起始时被反应，起到后期的自愈效果，并且随着 PVP
的增加，内部水泥熟料反应时间愈加延迟。

90
80
70
60
恢复强度/% 50

40
30
20
10
0
7 14 28
养护龄期/d
图 5 养护 14d 时 P/C-16 组 CPVPC 的形态结构 图 6 CPVPC 对抗压强度恢复的影响
4.3 损伤恢复研究 在对试样施加 80%极限抗压强度时，试样出现明显形变，但没有出现明显外部

损伤，现采用超声检测内部损伤状况，损伤度与试样内部损伤成正相关。由图 7 CPVPC 对试样抗压
强度、损伤程度的影响可知，所有组别的抗压强度随养护时间的增长而增长，损伤程度均随养护时
间的增长而降低。但在养护 28 d 后，添加 CPVPC 的试样均比 P/C-0 组的抗压强度高、损伤程度低，
并且 P/C-0 组在养护期内，损伤程度随养护时间的增长没有显著下降，说明 P/C-0 组的内部损伤没有
明显恢复，添加 CPVPC 的试样则在养护期内，其内部的损伤出现了明显恢复，但是不同试样在养护
期内出现明显损伤恢复的时间段不同，P/C-4 出现最大损伤恢复时间为 0～7 d，P/C-4 出现最大损伤
恢复时间 7～14 d，P/C-12 与 P/C-16 出现最大损伤恢复时间为 14～28 d，此结果也与抗压强度恢复结
果一致。
4.4 核磁共振研究 核磁共振作为更加准确的无损检测手段，被广泛应用于岩石、混凝土的性能检

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