水泥漿與集料界面

水泥漿與集料界面水泥漿與集料界面目錄研究的背景及意義界面形成機(jī)理對(duì)砼性能的影響和改善措施研究展望與建議參考文獻(xiàn)12345研究的背景及意義1水泥混凝土是一種應(yīng)用廣泛的復(fù)合材料商品砼用量混凝土破壞應(yīng)用廣泛復(fù)合材料性能問題研究的背景及意義1從細(xì)微觀層面對(duì)材料的性能進(jìn)行分析是當(dāng)今材料的主要研究方向之一短板效應(yīng)宏觀手段微觀分析喻樂華.混凝土集料界面與強(qiáng)度關(guān)系的界面理論分析[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),1999,(04):14-19.構(gòu)件鏈接界面應(yīng)力研究的背景及意義1什么是材料界面？材料界面是指材料的基體與增強(qiáng)材料之間化學(xué)成分有顯著變化的、構(gòu)成彼此結(jié)合的、能起載荷等傳遞作用的微小區(qū)域。華東理工大學(xué)出版社化學(xué)工業(yè)出版社申愛琴教授把混凝土看作是砂漿與粗集料的復(fù)合體吳中偉院士提出中心質(zhì)假說，中心質(zhì)（粗集料）和介質(zhì)（砂漿）的接觸部位存在著過渡區(qū)不均勻結(jié)構(gòu)為什么研究材料界面？研究的背景及意義1研究歷史概述陳惠蘇,孫偉,StroevenPiet.水泥基復(fù)合材料集料與漿體界面研究綜述(一):實(shí)驗(yàn)技術(shù)[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2004,(01):63-691905年1956年1963年20世紀(jì)60年代70~80年代

Sabin開始意到混凝土的界面問題Farran提出過渡環(huán)概念Hsu等人系統(tǒng)地觀察了混凝土的斷裂過程，確認(rèn)了界面在斷裂過程中的響應(yīng)Lyubimove和Pinus首先提出界面過渡區(qū)的概念從理論上層面上研究了界面形成機(jī)理，并提出幾種模型90年代至今界面研究手段和對(duì)水泥混凝土性能的影響2界面形成機(jī)理兩大主流觀點(diǎn)0102材料變形不均勻沉降030201混凝土拌合及早期水化階段結(jié)構(gòu)物服役期硬化階段王愛勤,張承志.水泥石－集料界面過渡區(qū)的形成機(jī)理及改善途徑[J].混凝土與水泥制品,1994,(05):18-20.2界面形成機(jī)理混凝土拌合及早期水化階段尺度分離堆積密度降低空隙率增大Maso—水膜層邊壁效應(yīng)微區(qū)泌水密度差異重力作用水分在集料表面富集離子遷移成核生長遷移速度差異大含硅組分快速沉積在水泥表面大部分離子在集料表面富集，并以CH、Aft形式沉積絮凝成團(tuán)膠團(tuán)收縮水分排出，形成水膜層脫水收縮董延玲.混凝土界面區(qū)組分梯度分布的改善及其對(duì)混凝土性能影響[D].鄭州大學(xué),2004.2界面形成機(jī)理混凝土硬化階段自生收縮、化學(xué)收縮干燥收縮：孔隙水產(chǎn)生拉應(yīng)力和相對(duì)濕度降低，從而產(chǎn)生收縮集料對(duì)收縮變形有限制作用收縮變形膨脹系數(shù)集料與漿體膨脹系數(shù)差異大，體積變化差異明顯。集料與鄰近漿體的變形差異超過臨界值時(shí)，產(chǎn)生脫粘、裂縫重結(jié)晶利：混合材消耗CH等對(duì)集料表面的填充密實(shí)作用弊：離子遷移形成CH以及AFt或水化產(chǎn)物重結(jié)晶產(chǎn)生的過度膨脹魏國強(qiáng).堿對(duì)混凝土界面過渡區(qū)的影響[D].合肥工業(yè)大學(xué),2009.2界面形成機(jī)理混凝土服役階段荷載作用促進(jìn)界面過渡區(qū)裂紋的發(fā)生、發(fā)展環(huán)境侵蝕作用水、侵蝕介質(zhì)在界面區(qū)生成膨脹產(chǎn)物堿集料反應(yīng)堿—硅、碳酸鹽反應(yīng)，體積膨脹作用陳惠蘇,孫偉,StroevenPiet.水泥基復(fù)合材料集料與漿體界面研究綜述(二):界面微觀結(jié)構(gòu)的形成、劣化機(jī)理及其影響因素[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2004,(01):70-79.2界面形成機(jī)理漿體—集料界面的特點(diǎn)1漿體與集料粘結(jié)性較弱2界面區(qū)結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度低3界面區(qū)孔隙率大、裂縫富集4界面區(qū)沒有明確界限（厚度無明確界定）吳中偉

Bentz王振軍,沙愛民.水泥混凝土漿體-集料界面區(qū)結(jié)構(gòu)與性能[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報(bào),2008,(06):155-160.王愛勤等人指出，隨著至集料表面距離的增加而迅速降低：集料表面處為40%，35~40μm處則降至12%左右2界面形成機(jī)理界面區(qū)結(jié)構(gòu)模型Barens-Diamond模型Ollivier-Grandet模型Monteiro模型解松善模型Mehta模型魏國強(qiáng).堿對(duì)混凝土界面過渡區(qū)的影響[D].合肥工業(yè)大學(xué),2009.3界面對(duì)砼性能的影響研究手段模擬方法試驗(yàn)手段界面性能粗集料水泥砂漿混凝土力學(xué)性能耐久性改善方法集料選擇外產(chǎn)物集料界面區(qū)漿體3界面對(duì)砼性能的影響模擬方法---研究界面對(duì)砼性能的影響有限元法模型模擬點(diǎn)陣斷裂理論分析張君采用有限元方法，通過能量釋放率與材料斷裂韌性對(duì)比，對(duì)界面區(qū)域裂紋走向分析判定VanMier運(yùn)用點(diǎn)陣斷裂模型，分析界面性能對(duì)混凝土應(yīng)力—應(yīng)變性能的影響，認(rèn)為混凝土力學(xué)性能的提高主要取決于界面的斷裂性能Ping等采用夾層復(fù)合試件進(jìn)行導(dǎo)電性試驗(yàn)，得到結(jié)果表明界面過渡區(qū)電傳導(dǎo)度比水泥漿大喻樂華應(yīng)用界面理論，分析混凝土強(qiáng)度與各類粗細(xì)集料界面之間的關(guān)系，著重討論粗集料對(duì)界面區(qū)的影響因素3界面對(duì)砼性能的影響試驗(yàn)手段---研究界面對(duì)砼性能的影響光學(xué)顯微鏡EPMASEMXRDFarran最早采用光學(xué)顯微鏡觀測到水泥砂漿集料與水泥漿體之間界面區(qū)的存在Nilsen采用SEM、電子探針(EPMA)等微觀手段研究了礦物摻合料物理、化學(xué)性能對(duì)界面區(qū)性能的影響水中和利用SEM、EPMA和EDAX對(duì)舊混凝土中骨料--水泥界面區(qū)的成份分布及影響情況進(jìn)行研究Valeri用XRD研究界面區(qū)硅酸鹽水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)，并從理論角度提出了集料形狀、巖相成分對(duì)界面區(qū)性能的影響結(jié)論3界面對(duì)砼性能的影響粗集料對(duì)界面性能的影響喻樂華集料種類粒徑大小集料類型石灰?guī)r：富含CaCO3，堿性環(huán)境下易與水化產(chǎn)物形成較牢固的化學(xué)過渡膠結(jié)層；花崗巖：共價(jià)鍵牢固，不易發(fā)生反應(yīng)，形成物理性質(zhì)的相界面粘結(jié),結(jié)合力較弱碎石優(yōu)于卵石：碎石具有活潑的化學(xué)反應(yīng)表面，與水化產(chǎn)物結(jié)合力強(qiáng)；卵石呈惰性光滑表面，水分易富集，結(jié)合力弱小粒徑粗骨料（＜20mm）:與水泥漿體結(jié)合的有效面積大，均勻分散應(yīng)力，減少微區(qū)泌水和漿體隨性收縮，界面相對(duì)穩(wěn)定TwoUnionSquare大廈3界面對(duì)砼性能的影響水泥砂漿組成材料對(duì)界面性能的影響細(xì)集料鋁硅酸鹽礦物為主的渾圓狀河砂作細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)偏大的中粗砂(μf>2.6)和較小的砂率水泥細(xì)度：高標(biāo)號(hào)水泥粒徑一般較小，比表面積大、化學(xué)活性高（＜40μm最佳）形態(tài)：球狀水泥顆粒最佳礦物摻合料華東交通大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，加入火山灰質(zhì)材料能夠減少界面區(qū)泌水、降低孔隙率、提高混凝土界面黏結(jié)強(qiáng)度3界面對(duì)砼性能的影響界面對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響水泥漿體界面區(qū)集料界面區(qū)：水分富集，W/C大于漿體材料空隙率大、晶體粗大微裂縫出現(xiàn)、發(fā)展容易Lyubimove和Pinus通過界面區(qū)顯微硬度的測試表明,靠近骨料表面處,硬度最小,向基體發(fā)展,硬度逐漸增加呈梯度變化,到100μm以后達(dá)到常數(shù)。1孫偉等人從強(qiáng)度、剛度以及斷裂力學(xué)性能3個(gè)方面,度闡述了界面對(duì)混凝土宏觀性能的影響。發(fā)現(xiàn)界面區(qū)強(qiáng)度低于集料和漿體，原始裂紋的存在降低了混凝土的整體強(qiáng)度。23界面對(duì)砼性能的影響界面對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響陳惠蘇計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)強(qiáng)度、彈性模量、斷裂力學(xué)性能混凝土力學(xué)性能與界面區(qū)裂縫、孔隙率等密切相關(guān)3Mier混凝土力學(xué)性能的提高主要取決于界面的斷裂性能,與集料本身的力學(xué)性能沒有太大關(guān)系通過提高界面力學(xué)性能的方法,提高混凝土的整體力學(xué)性能43界面對(duì)砼性能的影響界面對(duì)混凝土耐久性的影響徐新生骨料、水泥漿體、界面區(qū)透水系數(shù)、氯離子、氧、CO擴(kuò)散系數(shù)和電傳導(dǎo)度論述了過渡區(qū)的存在對(duì)混凝土的滲透性的影響證實(shí)集料---水泥漿界面過渡區(qū)是氯離子等物質(zhì)擴(kuò)散的主要途徑沈洋詳細(xì)論述了過渡區(qū)的存在對(duì)混凝土的滲透性、抗硫酸鹽侵蝕性、耐久性的影響。3界面對(duì)砼性能的影響界面性能的改善方法改善水泥漿與集料的收縮性能降低集料表面水膜厚度改善界面區(qū)晶體結(jié)構(gòu)與排列增加漿體與集料粘結(jié)性配合比集料選擇特殊工藝外加組分3界面對(duì)砼性能的影響界面性能的改善方法----集料選擇相容性考慮Conjeand：曾用鋁酸鹽水泥和不同集料進(jìn)行了試驗(yàn),其結(jié)果是鋁質(zhì)集料最好,硅質(zhì)集料最差。物理力學(xué)性質(zhì)相近王愛勤：有利于集料和水泥漿在各種條件下共同作用,減少由不一致性而引起的內(nèi)應(yīng)力以及由此而產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷。幾何性質(zhì)：粒徑、表面形狀P.Mheat：混凝土的強(qiáng)度隨集料尺度的增加而直線下降Delagarve：通過增加表面粗糙度的方法,增加了Cl-擴(kuò)散的難度，提高了界面結(jié)合力,而改善了砂漿混凝土的耐久性。董延玲.混凝土界面區(qū)組分梯度分布的改善及其對(duì)混凝土性能影響[D].鄭州大學(xué),2004.3界面對(duì)砼性能的影響界面性能的改善方法----外加組分火山灰質(zhì)Hoshino：對(duì)比摻加礦渣粉--石灰混合物的混凝土與未摻加的混凝土,發(fā)現(xiàn)前者強(qiáng)度明顯高于后者Uchikawa：用礦渣粉代替混凝土部分細(xì)集料,發(fā)現(xiàn)混凝土拌合物粘聚性和抗壓強(qiáng)度增加超塑化劑吳興祖：研究發(fā)現(xiàn)，加入超塑化劑后,水膜層厚度減小,

Ca(OH)2取向度降低；但有人持相反意見超塑化劑一般不與Ca(OH)2反應(yīng)，且使得水泥顆粒性質(zhì)由親水性變成增水性楊志強(qiáng)和趙文俞等人：摻入聚合物后,由于其填充、阻裂和粘結(jié)作用,大大改善了界面性質(zhì)；Chawalwala：在聚合物混凝土中摻加硅烷偶聯(lián)劑,發(fā)現(xiàn)能夠提高聚合物與集料界面粘附性能,明顯提高混凝土的抗水損害能力,改善混凝土整體性能聚合物4研究展望與建議目前水泥漿---集料界面研究存在的問題各種層次的界面區(qū)到底在多大程度上影響著混凝土的整體性能通過改善界面區(qū)結(jié)構(gòu)與性能來達(dá)到改善混凝土性能這一措施是否可行界面區(qū)生成產(chǎn)物以什么形式存在,其對(duì)混凝土整體性能有多大影響1234研究展望與建議水泥漿---集料界面研究展望1界面區(qū)結(jié)構(gòu)與性能的量化分析2從漿體-界面-集料整體上進(jìn)行界面區(qū)分析3建立界面區(qū)微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能的穩(wěn)定聯(lián)系4建立完善的界面分析、評(píng)價(jià)體系參考文獻(xiàn)[1]陳惠蘇,孫偉,StroevenPiet.水泥基復(fù)合材料集料與漿體界面研究綜述(一、二)

[J].

硅酸鹽學(xué)報(bào),2004,(01):63-69.[2]董延玲.混凝土界面區(qū)組分梯度分布的改善及其對(duì)混凝土性能影響[D].鄭州學(xué),2004.[3]魏國強(qiáng).堿對(duì)混凝土界面過渡區(qū)的影響[D].合肥工業(yè)大學(xué),2009.[4]FarranJ.Contributionminerlogiqueal’etudel’adherenceentreconstituents[J].

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