混凝土界面区的显微硬度研究.pdf

维普资讯 2005年 第26卷 第2期 混凝土界面区的显微硬度研究 连 丽 印海春 廖卫东。 (1．武汉理工大学；2．湖北省仙桃市建筑工程质量安全监督站；3．湖北武黄高速公路大修工程指挥部) 摘 要 ： 普通混凝土中水泥石一骨料的界面是最薄弱的区域，这个区域的结构形态对混凝土的力学性能和耐久性 能有显著的影响。介绍了显微硬度法的测量原理以及在表征混凝土界面过渡区显微结构特征上的应用。 关键词 ： 显微硬度；界面过渡区；混凝土 人们很久以前就认识到硬化水泥浆体与粗骨料 的界面是混凝土最薄弱的环节。1963年，Hsu等人 系统地观察了混凝土的断裂过程 ，发现在加荷载前 一 些界面已开裂 ，在载荷达70 破坏应力之前，裂缝 主要在界面发生，超过这一荷载，裂缝开始向基相发 展并相互连通。集料尺寸越大，其与硬化水泥浆的界 面越易开裂。Lyubimove首先在细观层次上对界面 进行了研究，提出界面过渡区的概念 。他们用显微硬 一 ；—一 度测试技术发现在靠近骨料表面处，硬度最小，向基 T 体发展，硬度逐渐增加，呈梯度变化，到100 m 以后 则为常数。此后 ，更多的学者开始利用现代测试技术 _i- 对硬化浆体与集料界面的组成、结构及成因进行了 进一步的研究，从不同的角度证实界面过渡区内从 图 1 维 氏硬度的金刚石棱锥压头 骨料表面到水泥浆本体，孔隙率由大到小、晶体粒子 (见图1)。正四棱锥两对面的夹角为136。，底面为正 由多到少及结晶取向择优性逐渐变弱等梯度分布现 方形，维 氏硬度所用 的载 荷有 1kg、3kg、5kg、 象，其叠加则构成了界面薄弱区。同时，由于骨料与 10kg、20kg、30kg、50kg、100kg、120kg等，负载 水泥浆体弹性模量和热膨胀系数的差异，又使界面 的选择主要取决于试件的厚度，而显微硬度的载荷 成为应力最为集中的区域从而影响混凝土的强度和 一 般为 10g、25g、50g、100g、200g、300g、500g、 耐久性 。 1000g。 介绍了国内外利用显微硬度法对混凝土界面过 选择一定的载荷，把压头压入试件表面并保持 渡区进行研究的情况。 一 定时间，然后卸去载荷 ，在试样表面压出一个底面 1 显微硬度测量原理 为正方形的正四棱锥压痕，测量方坑的两条对角线 的长度取其平均值得d，计算出压痕面积，算出载荷 硬度反映了材料抵抗局部塑性变形的能力，是 与压痕面积的比值 ，这个比值所表示的硬度就是维 一 项重要的力学性能指标 。 氏硬度 ，用符号 表示 。压痕的面积F为 硬度测定是把一定的形状和尺寸的坚硬物体 F— d