界面過(guò)渡層的強(qiáng)化和改善措施

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從界面過(guò)渡區(qū)的形成機(jī)理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)，尋求抑制其形成與改善其結(jié)構(gòu)的途徑，實(shí)際上就是混凝土高性能化的技術(shù)關(guān)鍵;混凝土的高性能化是一種綜合指標(biāo)，這其中便包涵著對(duì)界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)和性能的改善，這二者殊途同歸，有著必然的聯(lián)系。簡(jiǎn)言之，混凝土高性能化的措施都能改善界面過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)和性狀。

3.1降低水膠比

從前述界面過(guò)渡區(qū)的形成機(jī)理可知，骨料表面附近區(qū)域水膠比高是過(guò)渡區(qū)薄弱的一個(gè)重要原因。混凝土的水膠比越低，界面處水膠比就越低，孔隙率也越低。而且水膠比的降低提高了硬化水泥石的強(qiáng)度和彈性模量，使水泥石和骨料間彈性模量的差異減小，從而使界面處水膜厚度減小，晶體生長(zhǎng)的自由空間減小。大量相關(guān)試驗(yàn)證明，降低水膠比是抑制界面過(guò)渡層形成和改善其結(jié)構(gòu)的有效途徑。

3.2 摻加礦物超細(xì)粉和高效外加劑

摻入到混凝土拌合物中的礦物摻合料(如SF，F(xiàn)A等)能迅速與水泥水化生成的CH作用，生成C-S-H和鈣礬石，消耗CH的同時(shí)產(chǎn)生更多對(duì)強(qiáng)度有貢獻(xiàn)的產(chǎn)物(如C-S-H)，而且這一反應(yīng)過(guò)程能干擾水化物的結(jié)晶。與此同時(shí)，未參與反應(yīng)的細(xì)微礦物顆粒對(duì)界面處孔隙具有極好的微填充作用。這些因素都有利于界面過(guò)渡區(qū)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改善。

K.H.Khagat和P.C.Aitcin等人以15%的SF(硅粉)等量取代水泥后，水膠比為0.33的混凝土界面過(guò)渡區(qū)孔隙率及原生CH結(jié)晶含量明顯降低，如圖3模型所示。模型圖中(a)、(b)為未摻加SF的混凝土硬化前后界面連接處的情形;(c)、(d)為摻加SF的混凝土硬化前后界面連接處的情形。(a)中粗骨料表面周?chē)纬伤?，而界面連接處水泥微粒也不充足;(b)中所示過(guò)渡區(qū)存在著大量的CH晶體和孔隙，還有一些針狀物填充其間。(c)中SF微粒填充于粗骨料周?chē)目臻g，而不是為水所占據(jù);(d)中過(guò)渡區(qū)中CH晶體和孔隙都明顯減少。這個(gè)對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果充分證明了摻加礦物超細(xì)粉對(duì)改善混凝土界面過(guò)渡區(qū)的作用。

摻入高效外加劑(如高效減水劑)后，混凝土界面處CH晶體的取向程度大大降低，取向范圍也大大減小。這意味著過(guò)渡層厚度減小，不利界面效應(yīng)也降低，過(guò)渡層更趨于均衡。