水泥浆与集料界面.pptx

水泥浆与集料界面 水泥浆与集料界面 目录 研究的背景及意义 界面形成机理 对砼性能的影响和改善措施 研究展望与建议 参考文献 水泥混凝土是一种应用广泛的复合材料 性能问题 从细微观层面对材料的性能进行分析是当今材料的主要研究方向之一 短 板 效 应 喻乐华. 混凝土集料界面与强度关系的界面理论分析[J]. 华东交通大学学报,1999,(04):14-19. 什么是材料界面？ 申爱琴教授把混凝土看作是砂浆与粗集料的复合体 吴中伟院士提出中心质假说，中心质（粗集料）和介质（砂浆）的接触部位存在着过渡区不均匀结构 为什么研究材料界面？ 研究历史概述 陈惠苏,孙伟,Stroeven Piet. 水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(一):实验技术[J]. 硅酸盐学报,2004,(01):63-69 1905年 1956年 1963年 20世纪60年代 70~80年代 2 界面形成机理 两大主流观点 硬化阶段 王爱勤,张承志. 水泥石－集料界面过渡区的形成机理及改善途径[J]. 混凝土与水泥制品, 1994,(05):18-20. 2 界面形成机理 混凝土拌合及早期水化阶段 董延玲. 混凝土界面区组分梯度分布的改善及其对混凝土性能影响[D].郑州大学,2004. 2 界面形成机理 混凝土硬化阶段 魏国强. 碱对混凝土界面过渡区的影响[D].合肥工业大学,2009. 2 界面形成机理 混凝土服役阶段 陈惠苏,孙伟,Stroeven Piet. 水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(二):界面微观结构的形成、劣化机理及其影响因素[J]. 硅酸盐学报,2004,(01):70-79. 2 界面形成机理 浆体—集料界面的特点 王振军,沙爱民. 水泥混凝土浆体-集料界面区结构与性能[J]. 重庆建筑大学学报, 2008,(06): 155-160. 王爱勤等人指出，随着至集料表面距离的增加而迅速降低：集料表面处为40%，35~40µm处则降至12%左右 2 界面形成机理 界面区结构模型 魏国强. 碱对混凝土界面过渡区的影响[D].合肥工业大学,2009. 3 界面对砼性能的影响 研究手段 模拟方法 试验手段 界面性能 粗集料 水泥砂浆 混凝土 力学性能 耐久性 改善方法 集料选择 外产物 3 界面对砼性能的影响 模拟方法---研究界面对砼性能的影响 3 界面对砼性能的影响 试验手段---研究界面对砼性能的影响 3 界面对砼性能的影响 粗集料对界面性能的影响 喻乐华 集料种类 粒径大小 集料类型 石灰岩：富含CaCO3，碱性环境下易与水化产物形成较牢固的化学过渡胶结层； 花岗岩：共价键牢固，不易发生反应，形成物理性质的相界面粘结,结合力较弱 碎石优于卵石：碎石具有活泼的化学反应表面，与水化产物结合力强；卵石呈惰性光滑表面，水分易富集，结合力弱 小粒径粗骨料 （＜20mm）:与水泥浆体结合的有效面积大，均匀分散应力，减少微区泌水和浆体随性收缩，界面相对稳定 Two Union Square大厦 3 界面对砼性能的影响 水泥砂浆组成材料对界面性能的影响 细集料 铝硅酸盐矿物为主的浑圆状河砂作细骨料 细度模数偏大的中粗砂(μf 2.6)和较小的砂率 水泥 细度：高标号水泥粒径一般较小，比表面积大、化学活性高（＜40μm最佳） 形态：球状水泥颗粒最佳 矿物掺合料 华东交通大学研究发现，加入火山灰质材料能够减少界面区泌水、降低孔隙率、提高混凝土界面黏结强度 3 界面对砼性能的影响 界面对混凝土力学性能的影响 Lyubimove和Pinus通过界面区显微硬度的测试表明,靠近骨料表面处,硬度最小,向基体发展,硬度逐渐增加呈梯度变化,到100μm以后达到常数。 1 孙伟等人从强度、刚度以及断裂力学性能3 个方面,度阐述了界面对混凝土宏观性能的影响。发现界面区强度低于集料和浆体，原始裂纹的存在降低了混凝土的整体强度。 2 3 界面对砼性能的影响 界面对混凝土力学性能的影响 陈惠苏 计算机模拟技术 强度、弹性模量、断裂力学性能 混凝土力学性能与界面区裂缝、孔隙率等密切相关 3 Mier 混凝土力学性能的提高主要取决于界面的断裂性能, 与集料本身的力学性能没有太大关系 通过提高界面力学性能的方法, 提高混凝土的整体力学性能 4 3 界面对砼性能的影响 界面对混凝土耐久性的影响 徐新生 骨料、水泥浆体、界面区 透水系数、氯离子、氧、CO扩散系数和电传导度 论述了过渡区的存在对混凝土的渗透性的影响 证实集料---水泥浆界面过渡区是氯离子等物质扩散的主要途径 沈洋 详细论述了过渡区的存在对混凝土的渗透性、抗硫酸盐侵蚀性、耐久性的影响。 3 界面对砼性能的影响 界面性能的改善方法 改善水泥浆与集料的收缩性能 降低集料表面水膜厚度 改善界面区晶体结构与排列 增加浆体与集料粘结性