混凝土结构物的修补和加固需求广泛存在于各种建筑和交通工程中,随着混凝土服役时间增加,其修补和加固愈显得重要和紧迫。对于混凝土结构物修补主要涉及到两个方面的问题:一是,修补质量的检测与评价;二是,修补材料的选择与优化。目前,常用修补材料的性能评价方法不能真实有效地反映修补材料体积变化对修补质量带来的影响,因此需要探索更符合实际修补状况的评价方法。无机类材料以其良好的适应性和经济性,被认为是最适合于混凝土结构修复的修补材料,而磷酸镁水泥基材料具有高早强、粘结性好、体积稳定性好等特点,其用于混凝土结构修复更具有明显优势。但磷酸镁水泥基材料凝结时间过短,常需要掺入一定剂量的缓凝剂,根据已有研究结果表明缓凝剂和集料的大量掺入会造成材料强度的极大降低。一般认为高温养护有利于材料强度发展,但温度过高会影响磷酸镁水泥性能以及修补质量。因此控制磷酸镁水泥基材料在修补工程中保持合适温度是非常重要的,温度不仅与缓凝剂和集料掺量有关还与修补体积有关。本文将系统研究温度与磷酸镁水泥基材料修补性能之间关系,并通过温度控制实现对磷酸镁水泥基材料修补性能的调控,满足实际修补需要。提出一种能反映修补材料体积变化对修补性能影响的新的评价方法,研究磷酸镁水泥基材料内部水化温度与材料凝结时间、抗压强度、粘结强度等修补性能的关系,同时研究集料和修补体积对磷酸镁水泥基材料内部水化温度与早期强度发展的影响,探索通过外界补温热养护对于提高磷酸镁水泥修补性能的作用。　　首先通过仿真模拟混凝土材料的修补环境,设计带有圆锥台形状孔洞的基体,并保持锥面具有一定的倾斜角度,再将修补材料浇注至圆锥台孔洞内,以粘结界面宏观质量、界面渗透性能以及界面粘结强度三个评价指标来表征修补材料性能,并以此反映修补材料体积变化对修补性能影响;进一步采用收缩差异明显的磷酸镁水泥砂浆、SAC砂浆和普通硅酸盐水泥砂浆进行对比试验,验证该方法,结果显示,修补材料体积收缩时,该方法能灵敏地检测到粘结界面出现裂缝,随着界面渗透性增大,修补界面粘结强度降低的趋势。　　磷酸镁水泥基材料内部水化温度由水化放热和环境养护温度等多重作用产生,将不同缓凝剂掺量的磷酸镁水泥基材料在不同温度下养护,通过测量试件内部的水化温度变化,系统研究了磷酸镁水泥基材料内部水化温度对材料凝结时间、抗压强度、粘结强度等修补性能的影响。试验结果显示,环境养护温度的提升会导致试件内部水化温度的提升,同时缩短材料的凝结时间,提高早期强度,内部水化温度在50℃~70℃最有利于材料抗压强度及粘结强度的形成,内部水化温度过低或过高均不利于早期强度的形成。对于磷酸镁水泥净浆,内部水化温度过高会造成修补界面开裂;缓凝剂和集料掺量增加可抑制了界面收缩开裂,而砂浆的粘结强度显著高于净浆。　　试验研究了集料掺量和修补体积对磷酸镁水泥基材料早期内部水化温度、工作性、凝结时间和强度发展的影响。试验结果表明:集料能显著降低材料内部能达到的水化最高温度,从而影响早期强度的形成,同时集料掺量过大会降低磷酸镁水泥基材料工作性能,砂浆的砂胶比S/C不宜大于1.5;修补体积愈小,被修补混凝土基体散热快,内部水化温度偏低,凝结时间延长,早期强度发展缓慢;修补体积较大,内部水化温度偏高,凝结时间缩短,早期强度发展较快。　　试验研究了外界补温的热养护技术对缓凝剂和集料掺量较大的磷酸镁水泥基材料早期强度发展促进效果,通过对初凝前、初凝时、初凝后、成型后等多阶段的外部补温养护试验,以确定热养护的有效时段。结果表明:在任何阶段进行补温均能显著提高材料内部水化温度,并同时显著提高早期强度;热养护愈早,愈有利于热养护后强度的发展,在充分保障修补材料浇筑工作时间的同时,应尽量提前热养护时间,获得最佳的强度发展。进一步通过模拟实际条件的小体积修补时,采用热辐射外部补温的方式,研究了加热养护后早期强度的发展。结果表明:通过加热养护,材料早期强度显著提高,热辐射外部补温的方式能满足实际工程修补中对磷酸镁水泥基材料加热养护的需要。