混凝土材料开裂而引起的裂缝为外界侵蚀介质侵蚀混凝土内部提供了通道，进而加速混凝土及其内部钢筋的腐蚀，给结构的安全性、耐久性带来更大程度的损伤。丙烯酸盐类材料在聚合前为较低粘度的稳定液体，在引发剂促发下发生聚合，聚合分子交联成膜能与混凝土界面形成可靠的粘结，因此在混凝土防渗堵漏方面有着实际的工程应用，常因对环境的友好性而作为隧道防水喷膜常用材料。为了给混凝土开裂、裂缝修补提供可靠的解决方案，本文将作为聚合单体的丙烯酸镁掺入水泥基材料中，对其所激发出的水泥基材料原生性自修复的现象进行了初步探究。本文以丙烯酸镁及其助剂为变量，设计不同配比的胶砂试件，养护至试验龄期对其进行预损伤，再于不同养护环境温度下水浴养护至设定龄期，对比研究不同配比胶砂试件在各修复评价指标下的自修复性能的差异，研究的主要内容包括：
（1）设计不同丙烯酸镁单体掺量的砂浆配合比，成型养护至试验龄期，对胶砂试件进行预加载的预损伤处理后，置于不同养护工况中修复养护至设定龄期，进行宏观层面、细观层面、微观层面自修复表征测试，评价自修复效果优劣，基于自修复效果评价得出单体和各助剂最佳掺量以及最佳养护条件。
（2）研究经修复养护后砂浆试件的抗压强度恢复率、表观裂缝愈合程度，并使用电化学设备，利用电化学阻抗谱对砂浆细观层面进行自修复性能的表征，最后综合各表征参数，评判外掺丙烯酸镁以增强自修复效果的有效性。
（3）针对自修复特性，从微观层面，包括综合热分析、扫描电子显微镜、EDS 能谱等手段，从微观形貌和产物成分着手分析，在水泥水化上对自修复现象进行合理解释，并提出适用于本试验自修复过程的机理解释。
本文通过对外掺丙烯酸镁水泥基材料自修复性能试验，得到以下结论：
（1）丙烯酸镁的掺入，延缓了早期水化过程，早期强度强度较低，但后期强度发展较大。单体掺量为 1%、引发剂掺量为 3%、氧化还原摩尔比为 2:1 时抗压强度恢复率最高，自修复效果最好。
（2）在对裂缝愈合观测中发现，空白对照组仅 28d 龄期组 60℃养护下发生了裂缝愈合，而三种龄期下实验组的中高温段养护均不同程度呈现优于对照组的裂缝弥合现象，并就这一差异提出了裂缝自愈合机理的理论分析
(3)电化学试验发现:随着龄期的增加，Nyquist 曲线高频半圆发展越完整。经修 复养护后，Nyquist 曲线表现出曲线右移、高频半圆变大的整体趋势。对比拟合结果， 得到 Rs(C1(Rct1W1))(C2(Rct2W2))的等效电路能更贴合于实测曲线，对比 Rct 的增量△Rct 得到:1%单体掺量、3%引发剂掺量以及 3:1 的氧还摩尔比下基体的内部空隙在同等修 复期间填补更为致密，自修复效果最好。
(4)综合热研究发现:丙烯酸镁单体的掺入，促使生成了较多的 AFt，并促进了 Ca(OH)2 的形成。且相比于空白对照组 DSC 曲线上缺失了 CaCO3 分解吸热峰，说明修 复养护后砂浆基体密实度更高。
(5)通过 SEM 和 EDS 发现:丙烯酸镁的掺入，促进了早期大量 AFt 的形成，抑 制早期氢氧化钙的形成，其聚合物覆膜于水化产物及水泥颗粒表面，延缓了早期水化 反应的进程;水化后期，生成大量氢氧化钙，出现簇团生长的棱柱形的钙矾石晶体， 密集的水化产物使得内部裂纹更为细小，基体结构更为致密。从丙烯酸镁聚合过程上 对该外加剂促进砂浆自修复行为进行了机理阐释，即交联聚合的聚合分子上所包含的 极性基团与水泥颗粒发生作用，覆膜阻碍了早期水化过程，为自修复行为积蓄了足够 的水化潜力，此外散布于孔溶液中的聚合分子，参与了降低空隙的填充过程，一定程 度上直接参与了预损砂浆试件内部裂纹的弥合过程。
关键词:丙烯酸镁;水泥基材料;自修复;电化学阻抗谱;SEM;TG-DSC
（1）设计不同丙烯酸镁单体掺量的砂浆配合比，成型养护至试验龄期，对胶砂试件进行预加载的预损伤处理后，置于不同养护工况中修复养护至设定龄期，进行宏观层面、细观层面、微观层面自修复表征测试，评价自修复效果优劣，基于自修复效果评价得出单体和各助剂最佳掺量以及最佳养护条件。
（2）研究经修复养护后砂浆试件的抗压强度恢复率、表观裂缝愈合程度，并使用电化学设备，利用电化学阻抗谱对砂浆细观层面进行自修复性能的表征，最后综合各表征参数，评判外掺丙烯酸镁以增强自修复效果的有效性。
（3）针对自修复特性，从微观层面，包括综合热分析、扫描电子显微镜、EDS 能谱等手段，从微观形貌和产物成分着手分析，在水泥水化上对自修复现象进行合理解释，并提出适用于本试验自修复过程的机理解释。
本文通过对外掺丙烯酸镁水泥基材料自修复性能试验，得到以下结论：
（1）丙烯酸镁的掺入，延缓了早期水化过程，早期强度强度较低，但后期强度发展较大。单体掺量为 1%、引发剂掺量为 3%、氧化还原摩尔比为 2:1 时抗压强度恢复率最高，自修复效果最好。
（2）在对裂缝愈合观测中发现，空白对照组仅 28d 龄期组 60℃养护下发生了裂缝愈合，而三种龄期下实验组的中高温段养护均不同程度呈现优于对照组的裂缝弥合现象，并就这一差异提出了裂缝自愈合机理的理论分析
(3)电化学试验发现:随着龄期的增加，Nyquist 曲线高频半圆发展越完整。经修 复养护后，Nyquist 曲线表现出曲线右移、高频半圆变大的整体趋势。对比拟合结果， 得到 Rs(C1(Rct1W1))(C2(Rct2W2))的等效电路能更贴合于实测曲线，对比 Rct 的增量△Rct 得到:1%单体掺量、3%引发剂掺量以及 3:1 的氧还摩尔比下基体的内部空隙在同等修 复期间填补更为致密，自修复效果最好。
(4)综合热研究发现:丙烯酸镁单体的掺入，促使生成了较多的 AFt，并促进了 Ca(OH)2 的形成。且相比于空白对照组 DSC 曲线上缺失了 CaCO3 分解吸热峰，说明修 复养护后砂浆基体密实度更高。
(5)通过 SEM 和 EDS 发现:丙烯酸镁的掺入，促进了早期大量 AFt 的形成，抑 制早期氢氧化钙的形成，其聚合物覆膜于水化产物及水泥颗粒表面，延缓了早期水化 反应的进程;水化后期，生成大量氢氧化钙，出现簇团生长的棱柱形的钙矾石晶体， 密集的水化产物使得内部裂纹更为细小，基体结构更为致密。从丙烯酸镁聚合过程上 对该外加剂促进砂浆自修复行为进行了机理阐释，即交联聚合的聚合分子上所包含的 极性基团与水泥颗粒发生作用，覆膜阻碍了早期水化过程，为自修复行为积蓄了足够 的水化潜力，此外散布于孔溶液中的聚合分子，参与了降低空隙的填充过程，一定程 度上直接参与了预损砂浆试件内部裂纹的弥合过程。
关键词:丙烯酸镁;水泥基材料;自修复;电化学阻抗谱;SEM;TG-DSC
