不同强度等级再生混凝土多重界面结构显微硬度分析

根据再生混凝土界面结构的特点,建立了多重界面重构模型.通过测试分析不同强度等级再生混凝土多重界面过渡区的显微硬度,研究了再生混凝土多重界面结构及其对性能损伤的影响规律.研究结果表明:提高再生混凝土的强度等级能有效地增大砂浆基体及界面过渡区的显微硬度;由C40废弃混凝土加工成的再生粗骨料,配制C30或C40再生混凝土,其薄弱界面为老骨料-新浆体界面;而配制的C50再生混凝土的薄弱界面则为老浆体-新浆体界面.     

氯盐侵蚀对再生混凝土多重界面显微结构的影响

通过研究经氯盐侵蚀的再生混凝土不同界面的显微硬度变化,确定不同强度等级再生混凝土不同界面过渡区的范围,研究氯盐侵蚀期对再生混凝土不同界面显微结构的影响规律,揭示了再生混凝土多重界面氯盐侵蚀的劣化机理。研究表明：随着氯盐侵蚀龄期的增长,同强度再生混凝土LG-XJ界面、LJ-XJ界面和LG-LJ界面的显微硬度逐渐降低,过渡区范围逐渐增加。侵蚀龄期为30 d时,C30再生混凝土的LJ-XJ界面过渡区范围几乎无变化;侵蚀龄期为90 d时,C60再生混凝土的LJ-XJ界面过渡区范围变化仍不明显。同强度再生混凝土界面抗氯盐侵蚀性能强弱关系：LJ-XJ界面抗氯盐侵蚀性能>LG-LJ界面抗氯盐侵蚀性能>LG-XJ界面抗氯盐侵蚀性性能。不同氯盐侵蚀龄期的再生混凝土,随着强度等级的提高,LG-XJ界面、LJ-XJ界面和LG-LJ界面的显微硬度与过渡区范围以及水泥浆体本身的显微硬度改变的幅度都有不同程度的降低。     

硫酸盐侵蚀对再生混凝土多重界面显微结构的影响

通过研究经硫酸盐侵蚀的再生混凝土不同界面的显微硬度变化,确定不同强度等级再生混凝土不同界面过渡区的宽度,研究硫酸盐侵蚀期对再生混凝土不同界面显微结构的影响规律,揭示了再生混凝土受硫酸盐侵蚀的劣化机理.研究表明:随着硫酸盐侵蚀龄期的增长,同强度再生混凝土老骨料-新浆体界面(LG-XJ界面)、老浆体-新浆体界面(LJ-XJ界面)、老骨料-老浆体界面(LG-LJ界面)的显微硬度先增大后减少,界面过渡区宽度先减少后增大.当侵蚀龄期为60d时,高强度等级再生混凝土LJ-XJ界面过渡区宽度的变化仍不明显,当侵蚀龄期为90 d时,该界面过渡区宽度有所增加.同强度等级再生混凝土三种界面抗硫酸盐侵蚀性能的优劣:LG-XJ界面最弱,LG-LJ界面次之,LJ-XJ界面最强.随着再生混凝土强度等级的增加,同种界面的显微硬度增加,界面过渡区宽度减小,界面抗硫酸盐侵蚀的能力增强.     

离子侵蚀对再生混凝土多重界面区微观形貌影响

为了研究离子侵蚀对再生混凝土多重界面过渡区的影响,借助SEM和EDS,以Ca元素和Si元素为特征元素进行面扫描,实现了对骨料和砂浆基体的区分,发现了经NaCl溶液和Na2SO4溶液浸泡60 d后的再生混凝土界面过渡区趋于疏松;以S元素和Cl元素为示踪元素,观察到其在界面区的富集,证明了界面过渡区是离子侵蚀的主要通道;浸泡60 d后界面区显微硬度分别下降约70％和20％,界面过渡区宽度分别增加约50％和20％.研究实现了对离子侵蚀后再生混凝土界面过渡区位置和范围的界定,且表现出与显微硬度结果的一致性.     

再生混凝土单轴受压下多重界面过渡区的破坏机理研究

为研究再生粗骨料混凝土在单轴受压荷载下的破坏特性,使用数字图像相关技术记录混凝土立方体在破坏过程中的应变变化规律,并结合显微硬度测试、背散射电子成像技术等观测手段对界面过渡区的宽度和孔隙率进行定量表征。试验结果表明,分别经骨料强化和砂浆强化后,再生混凝土的抗压强度较未处理试样提升了17.86%和35.55%,说明砂浆强化更有利于提升再生混凝土的抗压强度。骨料强化可以提升老砂浆显微硬度值,降低老骨料-老砂浆界面过渡区孔隙率;砂浆强化可以提升新砂浆显微硬度值,降低老骨料-新砂浆界面过渡区以及新-老砂浆界面过渡区的孔隙率。经强化处理后的特定界面产生贯通裂缝的概率降低。     

石灰石粉对混凝土界面过渡区作用机理研究

研究了石灰石粉对混凝土界面过渡区显微硬度、宽度和元素分布的作用及影响规律.研究表明,随石灰石粉掺量增加,混凝土界面过渡区显微硬度先增大后减小,宽度先减小后增大,石灰石粉掺量为10％时界面过渡区显微硬度最大,宽度最小.石灰石粉提高了界面过渡区的钙硅比,增大了铝元素在界面区的富集程度.随石灰石粉细度增加,界面过渡区显微硬度先增大后减小,宽度先减小后增大,石灰石粉比表面积为600 m2/kg时界面过渡区显微硬度最大,宽度最小.     

再生集料及再生混凝土界面过渡区研究进展

再生集料及界面过渡区的性质对再生混凝土性能有重要影响.基于国内外再生混凝土的研究现状,分析了再生集料性质与界面过渡区的微观结构对再生混凝土物理力学性能的影响,总结了再生混凝土性能的改善措施.根据再生混凝土现阶段存在问题,提出今后应注重再生集料加工工艺优化、再生集料分级评估、界面过渡区微观结构及再生混凝土耐久性等方面的研究.     

高贝利特水泥混凝土的抗拉性能

通过劈裂抗拉试验和轴心抗拉试验,比较了不同水灰比、不同龄期的高贝利特水泥混凝土与硅酸盐混凝土的抗拉强度、极限拉伸值,研究了高贝利特水泥抗拉性能对开裂的影响。采用界面过渡区显微硬度试验、电子扫描电镜和X射线能谱分析,分别对高贝利特水泥和硅酸盐水泥混凝土界面过渡区进行了表征。结果表明:相同水灰比和龄期的高贝利特水泥混凝土的抗拉强度和极限拉伸值均大于硅酸盐水泥的;高贝利特水泥混凝土后期抗拉强度增长率大,强度高;高贝利特水泥混凝土界面过渡区厚度比硅酸盐水泥混凝土小25μm,显微硬度大8.9MPa,钙硅比低,界面黏结好。高贝利特混凝土的界面结构和抗拉性能均优于硅酸盐水泥混凝土。     

砂岩、大理岩-浆体界面区结构特征

混凝土中骨料-浆体界面区的性能受着各方面的影响,并最终影响到混凝土的整体性能.利用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、显微硬度、背散射电子像以及体视显微镜研究了大理岩、砂岩骨料与水泥浆体界面过渡区的微观结构特征.结果表明:大理岩骨料-浆体界面有着大量的Ca(OH)2,并形成明显的定向排列.砂岩的酸性和高吸水率的特点使得界面区显微硬度增大、Ca(OH)2富集程度减小,但骨科--浆体界面过渡区存在较大孔隙,砂岩的吸水率和酸性特征应该辨证看待.     

不同强度砂浆界面过渡区对再生骨料混凝土性能的影响

为了探明不同强度砂浆界面过渡区对再生骨料混凝土性能的影响,试验以再生骨料表面不同的砂浆强度以及附着率作为变量,配置了不同强度等级的再生骨料混凝土,与普通混凝土进行了对比性强度试验以及碳化试验.试验结果表明,高强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制低强度等级的再生混凝土,即再生混凝土内部旧砂浆界面过渡区强度比再生混凝土内部新砂浆界面过渡区强度高时,再生骨料混凝土的强度与普通混凝土强度几乎相同,再生骨料表面砂浆的强度以及附着率对再生混凝土的强度影响不大,但碳化深度有所增大.当使用低强度原生混凝土经破碎后作为再生骨料配制高强度等级再生混凝土,也就是再生混凝土内部再生骨料与旧砂浆界面过渡区强度比新砂浆界面过渡区强度低时,再生骨料混凝土的强度与普通混凝土相差较大,再生骨料表面砂浆的强度以及附着率对再生混凝土强度影响较大.     

基于细观尺度的再生混凝土性能研究综述

基于当前国内外学者对再生混凝土性能试验的结果,研究骨料、砂浆、界面过渡区等细观参数对再生混凝土宏观性能影响.在骨料方面,骨料分布的均匀程度高、颗粒级配较好、大中型骨料颗粒数越多的再生混凝土在抗拉、抗压、抗折强度及弹性模量等方面都会有所提高;在砂浆方面,随着新、老砂浆的强度提高,再生混凝土力学性能更好,老砂浆厚度越高,再生混凝土内部氯离子浓度越大;在界面过渡区方面,随着新、老界面过渡区弹性模量的提高,再生混凝土的性能表现地越好,界面过渡区厚度越大,氯离子扩散系数越大.     

界面过渡区对混凝土徐变性能的影响

为分析界面过渡区对混凝土徐变性能的影响,运用Laplace变换原理,建立了考虑界面过渡区黏弹性的混凝土徐变模型,将该模型与不考虑界面过渡区的混凝土徐变预测模型进行对比和实验验证.结果表明:考虑界面过渡区的混凝土徐变模型与实验数据吻合较好,该模型能够反映界面过渡区在混凝土徐变中的作用,加载龄期为365 d时,界面过渡区使...     

再生保温混凝土抗冻性能的细观研究

再生粗骨料和玻化微珠保温骨料的加入,会导致再生保温混凝土(RATIC)内部形成复杂的孔隙结构。为了进一步揭示冻融作用下再生保温混凝土的劣化机理,在宏观试验的基础上,通过CT扫描细观试验分析了不同再生粗骨料取代率的RATIC试件在冻融作用下的裂缝发展规律和孔隙特征。试验结果表明:新旧水泥砂浆界面过渡区是冻融循环作用下RATIC的薄弱环节,试件内部多数裂缝产生于新旧水泥砂浆界面过渡区;试件的相对孔隙率是定量反映RATIC试件内部冻融破坏规律的重要指标。     

A numerical model for elastic modulus of concrete considering interfacial transition zone

The effect of interfacial transition zone on mechanical properties of concrete has been found to be significant, thus the interfacial transition zone should be considered in the analysis for better estimation of elastic modulus of concrete. However, it is difficult to estimate elastic modulus of concrete practically using simple models proposed so far. In this study, a numerical concrete model that adopts three-phase model and finite element with material discontinuity was proposed to analyze concrete with complex interface in three dimensions. The validity of the proposed model was verified by comparing the calculated elastic moduli of concrete with those obtained from experiments. The effect of interfacial transition zone on elastic modulus of concrete with either low or high w/c was also investigated. The analysis results suggest that careful selection of characteristics for interfacial transition zone should be made for the accurate estimation of elastic modulus of concrete.     

化学溶液预处理再生粗骨料对再生混凝土改性的影响

为研究不同浓度的硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料对再生混凝土力学与变形性能及微观结构的影响,通过立方体抗压强度试验研究复合改性对再生混凝土力学性能的影响,同时基于数字图像相关(DIC)方法研究复合改性对再生混凝土变形性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)微观测试方法分析改性再生混凝土内部微观结构。结果表明:质量分数为5%的硅酸钠溶液和质量分数为10%的硅烷溶液改性后的再生粗骨料24 h吸水率降幅最大,由其制成的再生混凝土28 d抗压强度显著提高,较未改性再生混凝土提高了35.80%;硅酸钠溶液和硅烷溶液复合改性再生粗骨料可有效减小再生混凝土的变形,应力较大时,可阻止应力过度集中,使再生混凝土整体变形性能较好;此外,还可以改善再生粗骨料表面疏松结构和粗糙程度,加强骨料与砂浆界面过渡区(ITZ)性能,但对于新、旧砂浆ITZ性能的改善不明显。     

陶粒对混凝土结构及毛细吸水性能的影响

研究了不同掺量(体积分数)、具有不同吸水率的陶粒配制不同水灰比的混凝土的毛细吸水性能,以及混凝土内部陶粒及界面区的孔结构和多孔陶粒对混凝土毛细吸水性能的影响.结果表明:低吸水率(1 h吸水率为2.4%)的陶粒对降低较高水比(0.49)混凝土的早期毛细吸水性能有利,但对界面改善作用较弱,在扫描电镜和显微硬度试验中发现其界面仍存在类似普通骨料的薄弱区;高吸水率(1 h吸水率为7.1%)的陶粒附近则形成了孔含量较少和显微硬度较高的结构致密区,在很大程度上降低了混凝土的毛细吸水性能,特别是在水化后期,改善效果更加明显.在水灰比较高的混凝土中,随着陶粒掺量的增加,混凝土的毛细吸水逐渐得到降低,陶粒掺量50%和100%的混凝土90d时的30min吸水量相对普通混凝上分别减少了21.3%和37.8%;但对于较低水灰比(0.32)的混凝土,则存在一个最佳掺量,过多的陶粒掺量(>50%)则会增大混凝土的毛细吸水性能.     

新老混凝土修补界面过渡区微细观结构改善方法的研究

针对新老混凝土修补界面薄弱过渡区的特点，提出改善方法，既选用适量浓度HCl和时间酸洗老混凝土界面，以显著提高老混凝土界面的微细观糙度，并不过度损务界面；在水泥净浆界面剂中加入粉灰和砂，以大幅度减少过渡区的收缩和粗大晶体含量，对比实验结果表明，以上两项措施，使老混凝土比表面积显著增加，过渡区微细观结构显著改善，粘结强度显著增高。