這是美國密歇根大學開發(fā)的一種新型混凝土，它不但可以彎曲到相當程度，而且在裂開時還能自行修復，人不必幫忙，需要的只是水和二氧化碳。
原來，當它被拉伸時，不像傳統(tǒng)混凝土那樣出現(xiàn)導致斷裂的大裂縫，而是形成許多細小的裂紋。裂紋表面的干水泥能與水和二氧化碳反應，形成一道薄薄的白色碳酸鈣疤痕。碳酸鈣質(zhì)地堅固，自然界海貝殼就是由它組成。材料的修復需要1到5個由濕到干的周期。用新材料制成的橋如果受到損傷，幾個毛毛細雨天就足夠它自行修復了。
主持項目的土木工程和材料科學教授維克多·李打比方說，“如果你手上有個小傷口，身體能自行修復；創(chuàng)傷大了，就需要幫忙，可能非縫針不可。而我們的材料即使在超載狀態(tài)下，裂縫還是很小?！?
李的實驗室通過多次試驗，發(fā)現(xiàn)裂縫須在150微米以下(最好小于50微米)，才能全部修復。為此他們改進了已開發(fā)15年的可彎曲工程水泥復合材料(ECC)?，F(xiàn)在樣品裂縫的平均寬度不到60微米，相當于人頭發(fā)粗細的一半。
被修復混凝土的測試也是重要環(huán)節(jié)，研究人員采用共振頻率測量來確定裂縫產(chǎn)生前和修復后的材料剛度和強度。在測試中將聲波輸送通過材料，偵測其結構方面的變化。
研究人員對自修復水泥樣品施以拉伸形變3%的力，樣品還完好無損并保持安全性能；而修復后的強度幾乎完全恢復。要知道，如果說樣品伸展了3%，就相當于100米的構件伸展3米，這樣的狀態(tài)下金屬會嚴重變形，而傳統(tǒng)混凝土在拉伸形變0.01%的負載下就可能斷裂。
“我們驚喜地發(fā)現(xiàn)，當修復后再一次承載時，它的性能與新構件毫無二致，特別是剛度和強度，”李說，“裂縫損害的自修復，挽回了材料受損時喪失的剛度，仍保持安全的承載能力。”
李說，傳統(tǒng)混凝土的脆性和剛性，讓人聯(lián)想到陶瓷，遇到地震或過載使用容易導致災難性的垮塌。而ECC材料則更有柔性，性能偏近金屬，而不是玻璃。它能適度彎曲而避免破損，特殊涂布的加強纖維更幫助保持它的整體性。自修復混凝土不需要鋼筋加固，徹底避免了銹蝕。
“聯(lián)邦刺激計劃包括1000億多美元的公共設施，”李說，“希望再建道路和橋梁時作出正確選擇，以免基礎設施在5到10年后又需要昂貴的維修或重建。用自修復混凝土能減少能耗和碳足跡，使建筑與環(huán)境更為和諧?！?
李的論文是《工程水泥復合材料通過濕干周期的自我修復》，研究由美國國家科學基金和中國國家獎學金贊助。李將于2009年6月芝加哥的自修復材料國際會議上發(fā)表關于自修復混凝土的主題演講。
原來，當它被拉伸時，不像傳統(tǒng)混凝土那樣出現(xiàn)導致斷裂的大裂縫，而是形成許多細小的裂紋。裂紋表面的干水泥能與水和二氧化碳反應，形成一道薄薄的白色碳酸鈣疤痕。碳酸鈣質(zhì)地堅固，自然界海貝殼就是由它組成。材料的修復需要1到5個由濕到干的周期。用新材料制成的橋如果受到損傷，幾個毛毛細雨天就足夠它自行修復了。
主持項目的土木工程和材料科學教授維克多·李打比方說，“如果你手上有個小傷口，身體能自行修復；創(chuàng)傷大了，就需要幫忙，可能非縫針不可。而我們的材料即使在超載狀態(tài)下，裂縫還是很小?！?
李的實驗室通過多次試驗，發(fā)現(xiàn)裂縫須在150微米以下(最好小于50微米)，才能全部修復。為此他們改進了已開發(fā)15年的可彎曲工程水泥復合材料(ECC)?，F(xiàn)在樣品裂縫的平均寬度不到60微米，相當于人頭發(fā)粗細的一半。
被修復混凝土的測試也是重要環(huán)節(jié)，研究人員采用共振頻率測量來確定裂縫產(chǎn)生前和修復后的材料剛度和強度。在測試中將聲波輸送通過材料，偵測其結構方面的變化。
研究人員對自修復水泥樣品施以拉伸形變3%的力，樣品還完好無損并保持安全性能；而修復后的強度幾乎完全恢復。要知道，如果說樣品伸展了3%，就相當于100米的構件伸展3米，這樣的狀態(tài)下金屬會嚴重變形，而傳統(tǒng)混凝土在拉伸形變0.01%的負載下就可能斷裂。
“我們驚喜地發(fā)現(xiàn)，當修復后再一次承載時，它的性能與新構件毫無二致，特別是剛度和強度，”李說，“裂縫損害的自修復，挽回了材料受損時喪失的剛度，仍保持安全的承載能力。”
李說，傳統(tǒng)混凝土的脆性和剛性，讓人聯(lián)想到陶瓷，遇到地震或過載使用容易導致災難性的垮塌。而ECC材料則更有柔性，性能偏近金屬，而不是玻璃。它能適度彎曲而避免破損，特殊涂布的加強纖維更幫助保持它的整體性。自修復混凝土不需要鋼筋加固，徹底避免了銹蝕。
“聯(lián)邦刺激計劃包括1000億多美元的公共設施，”李說，“希望再建道路和橋梁時作出正確選擇，以免基礎設施在5到10年后又需要昂貴的維修或重建。用自修復混凝土能減少能耗和碳足跡，使建筑與環(huán)境更為和諧?！?
李的論文是《工程水泥復合材料通過濕干周期的自我修復》，研究由美國國家科學基金和中國國家獎學金贊助。李將于2009年6月芝加哥的自修復材料國際會議上發(fā)表關于自修復混凝土的主題演講。
