砂漿界面過渡區(qū)定量表征及彈性性能的研究.pdf

1、混凝土是一種在各個尺度都存在各向異性的材料。用多尺度力學(xué)方法來研究混凝土?xí)r，一般將其分為四個層次:兩種C-S-H凝膠，水泥漿體，砂漿，混凝土。砂漿作為第三層次，在整個研究中起著至關(guān)重要的作用。在砂漿層次上，砂漿界面過渡區(qū)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)就顯得尤為重要。由于界面過渡區(qū)的范圍與結(jié)構(gòu)梯度受到多種因素的影響，因此，本文研究了水膠比、齡期、養(yǎng)護(hù)方式和礦物摻合料對砂漿界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)及彈性性能的影響。
　　 本文首先利用掃描電鏡背散射技術(shù)，探

2、索了水膠比、水化時間、養(yǎng)護(hù)方式和礦渣的加入對砂漿界面過渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)的影響。采用背散射電子圖像分析法，研究孔隙率隨砂集料表面距離的變化趨勢，并得到砂漿界面過渡區(qū)的厚度，同時還用MATLAB程序設(shè)計(jì)得到砂漿界面過渡區(qū)的厚度，發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果的一致性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:水膠比對砂漿界面過渡區(qū)的微結(jié)構(gòu)的影響很大，特別是在早齡期、高水膠比情況下，砂漿界面過渡區(qū)范圍出現(xiàn)“Hadley Grain”的現(xiàn)象就越明顯;水膠比變大還會導(dǎo)致砂漿界面過渡區(qū)的厚度變大，

3、但是厚度的增長幅度卻會降低;砂漿界面過渡區(qū)的厚度會隨養(yǎng)護(hù)時間的延長而逐步降低，在長齡期條件下，其厚度可低至10μm甚至更低;蒸養(yǎng)條件下會出現(xiàn)兩種不同層次的C-S-H凝膠;礦渣的加入改善了砂漿界面過渡區(qū)，能在一定程度上降低界面過渡區(qū)的厚度。
　　 通過特殊設(shè)置的納米壓痕試驗(yàn)，研究了水膠比、齡期、礦渣的加入等因素對砂漿界面過渡區(qū)彈性性能的影響，利用掃描電鏡的能譜分析得到鈣硅比在界面過渡區(qū)的分布情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:水膠比對界面過渡區(qū)彈

4、性性能的影響，主要是影響了水化產(chǎn)物的分布;在低水膠比情況下，超高密的C-S-H相，有可能就是水泥顆粒周圍的界面相，因?yàn)樘拷囝w粒，其彈性模量才明顯高于另兩種C-S-H凝膠;砂漿界面過渡區(qū)的彈性模量與漿體基體的彈性模量均隨著齡期的增長而增長;礦渣的加入提高了砂漿界面過渡區(qū)的彈性模量值;砂漿的界面過渡區(qū)與漿體基體部分的鈣硅比值一般在2～4之間，而且兩者之間Ca/Si值的分布也沒有明顯的差異。
　　 最后，本文通過自洽模型，從第一