高强微膨胀钢管混凝土的界面过渡区结构

应用XRD，SEM，EDXA等测试手段，从钢-膨胀水泥石界面过渡层中各种元素离子的分布状况以及具有显著特点的CH相和AFt相的形态、CH取向度等方面研究了钢-膨胀水泥石界面过渡区的结构，并对限制条件下钢-膨胀水泥石界面结构的改善进行了讨论．研究结果表明，刚性限制条件下水泥石界面过渡区结构得到了显著改善；钢-膨胀水泥石界面区中CH的空间生长情况优于钢-普通水泥石界面区中CH的空间生长情况，Si元素质量分数高于后者，Ca元素质量分数低于后者。     

增强混凝土界面粘结强度的方法

为了改善混凝土界面过渡区的结构或界面粘结强度,提高混凝土强度及其他性质,利用振动搅拌或二次投料搅拌工艺的方法增强混凝土的界面强度.通过对振动搅拌和二次投料搅拌工艺的机理分析,设计了试验装置和工艺方案,并进行了试验研究.结果表明:采用振动搅拌可强化搅拌过程,明显地提高混凝土强度和搅拌效率;采用二次投料搅拌工艺制备的混凝土界面过渡区的粘结强度得到了明显的改善.     

混凝土骨料对界面过渡区的影响与改善评述

混凝土界面过渡区是影响混凝土强度的一个重要因素,本文着重从混凝土骨料对界面过菠区的影响出发,探讨影响界面过菠区粘结强度、结构的因素,并提出相应的改善措施。     

基于SEM-DIC耦合方法的混凝土界面过渡区孔隙率影响研究

混凝土界面过渡区（ITZ）是混凝土骨料与砂浆的交界区域,相比于砂浆,其具有更小的强度与弹性模量,难以直接观察测量.为了描述ITZ的损伤演化,通过原位加载压缩试验,结合扫描电镜获取特定试件的表面细观形貌,用数字图像相关（DIC）方法分析ITZ孔隙率信息并表征ITZ损伤.同时,根据孔隙等效模型进行有限元模拟,给出一种能直观表征混凝土ITZ损伤的方法.研究结果表明：ITZ损伤分布大致表现为骨料-ITZ边界处的快速增长以及ITZ-砂浆边界处的缓慢减小;ITZ的弹性模量与孔隙率之间呈负二次幂函数关系,大致上符合EMF理论;ITZ的损伤因子与孔隙率之间呈二次多项式函数关系;ITZ的损伤程度可由孔隙率来表征;考虑混凝土界面过渡区影响的有限元模拟结果与试验结果基本吻合,说明试验所得结论可靠,可为混凝土结构损伤演化提供部分理论参考与数据支持.     

再生混凝土界面过渡区纳观力学性能试验研究

对采用不同搅拌工艺的再生混凝土的宏观力学性能进行试验研究.采用纳米压痕技术和扫描电镜等设备研究了再生混凝土界面过渡区的纳观力学性能和微观结构特征.试验结果表明,采用普通搅拌工艺的新界面过渡区的弹性模量随着与老砂浆表面距离的增加而降低,但是采用二次搅拌工艺的弹性模量基本保持不变.老界面过渡区的弹性模量随着与天然骨料的距离增大而逐渐增加.采用二次搅拌工艺新的界面过渡区的微观结构较普通搅拌工艺的新界面过渡区更为致密,且孔隙率和氢氧化钙晶体含量较少.由再生混凝土的界面过渡区纳观力学性能和宏观抗压强度之间的关系,可知采用二次搅拌工艺可以改善界面过渡区的力学性能和微观结构,进而提高再生混凝土的宏观力学性能.     

混凝土气孔结构对其强度及界面过渡区的影响

为便于高性能混凝土引气剂的开发和应用,采用定量体视学图像分析法,测定掺有9种引气剂的混凝土28d气孔结构参数,运用灰色关联分析方法,研究不同范围孔径对混凝土抗压强度的影响,并采用显微硬度仪对混凝土界面过渡区进行了测试分析.结果表明:各范围孔径与抗压强度的关联性均为负;但不同的范围孔径对混凝土28d抗压强度的影响有所不同,混凝土总孔隙率相近条件下,增加10~200μm范围孔径的气孔孔隙率,减少200~1 600μm范围孔径的气孔孔隙率,使气孔的平均孔径及平均间距系数减小,混凝土的界面过渡区宽度缩短,显微硬度提高,有利于减小因引气而造成的抗压强度损失.     

加速碳化条件下混凝土界面过渡区微结构

为研究界面过渡区微结构在碳化过程中的演变规律,运用背散射(BSE)图像分析技术,使用灰度值统计方法,对比分析了水胶比ρ=0.53,0.35,0.23时混凝土试件中界面过渡区和基体在碳化前后的微结构特征.结果表明,当ρ=0.53,0.35时,试件界面过渡区的孔隙率分别从碳化前的24.97%和16.07%减小到碳化后的20.29%和12.27%,而当ρ=0.23时试件碳化后孔隙率则有所提高.同时,各试件界面过渡区和基体的未水化水泥含量在碳化后均有所下降.因此,在加速碳化条件下,不同水胶比试件的微结构演变规律存在较大差异,界面过渡区和基体的碳化现象也有所差别,且当ρ=0.53时两者的碳化现象最明显,ρ=0.23时碳化现象最不明显.     

硫酸钠环境中混凝土界面过渡区的特点

为了揭示Na2SO4等盐类易引起混凝土腐蚀和碱硅酸反应等的机理,文章研究了硫酸钠环境中混凝土界面过渡区(ITZ)的特点.外掺不同浓度Na2SO4的混凝土(水灰比0.55)在标准养护28 d后,用SEM研究了混凝土界面过渡区(ITZ)的组成与形貌,用SEM-EDS研究了界面区的元素富集,用BSE研究了界面孔结构.结果表明...     

界面过渡区微力学性质对高周疲劳性能的影响

为了解界面过渡区性质对混凝土高周疲劳性能的影响,采用纳米压痕技术测试了矿渣取代水泥的质量分数分别为0%、30%、50%、80%的混凝土中实际界面过渡区及邻近区域的压痕硬度分布,并测试相应配合比混凝土在不同应力水平下的抗弯疲劳寿命.试验结果显示:随矿渣取代水泥质量分数的增加,基体与界面过渡区之间压痕硬度的差异减少;当应力水平低于0.85时,混凝土的疲劳寿命对数值随基体压痕硬度与界面过渡区压痕硬度的比值的降低而增大;基体与界面过渡区间压痕硬度差异的减少,相对提高界面过渡区抑制疲劳损伤的能力,从而改善混凝土高周疲劳性能.     

超临界CO2条件下混凝土界面过渡区微结构特征演变规律研究

为研究粉煤灰混凝土在超临界碳化前后界面过渡区(interfacial transition zone, ITZ)微结构的演变规律,采用扫描电镜对碳化前后ITZ附近的微观形貌进行了分析,同时构建了ITZ和水泥砂浆的孔隙率与压痕模量的关系模型.通过纳米压痕试验测得ITZ和水泥砂浆的压痕模量,并通过压汞试验测得水泥砂浆的孔隙率,推导出了ITZ的孔隙率.研究结果表明：经过超临界碳化处理后,粉煤灰混凝土界面过渡区变得更加密实.此外,超临界碳化前ITZ孔隙率范围为20%～35%,碳化后ITZ孔隙率范围为10%～26%,相比前者减少了25%～50%.     

Elements enrichment characteristics in interfacial transition zone of MgO concrete

Microscopic techniques were employed to investigate element enrichment characteristics in the vicinity of the interfacial transition zone (ITZ) of MgO concrete. Results indicated that the morphology of products of hydration in ITZ was similar to the cement matrix but different by amount, size and crystal features. Elements Ca, Si, Al and Mg were obviously enriched in ITZ and uniformity of their distribution grew with age. MgO was non-uniformly distributed in concrete, accounting for 8.47% and 4.53% respectively in paste and ITZ area despite of fully mixture in construction, yet MgO showed inclination of migrating towards ITZ area with indepth hydration and the gap in between was mit-igated from 3.94% at 7 d to 1.31% at 240 d so far as 5% of light-burnt MgO was incorporated .     

界面过渡区对水泥基材料氯离子扩散性能的影响研究

利用RCM加速氯离子扩散法来预测界面过渡区(ITZ)对水泥基材料氯离子扩散性的影响规律.为了初步判断试样界面过渡区的氯离子扩散性能,并且了解骨料类型对水泥基材料传输性能的影响规律,取3种加工成立方体的粗骨料(玄武岩、花岗岩和砂岩)来制备混凝土试件,与相同配比的砂浆基体试样进行对比分析.结果表明,相同配比的情况下,含骨料试件比砂浆试件扩散系数大,且含花岗岩的试样氯离子扩散系数最低,说明界面过渡区对于水泥基材料的氯离子扩散性存在一定影响.能谱元素线分析结果表明,花岗岩与水泥砂浆基体间界面区厚度较小,约为35μm,且比较密实,对水泥基材料的扩散性能影响最小.采用离散单元法建立的三维骨料的随机分布模型,最初的模拟结果可较为直观地分析介质在界面区的扩散路径,并为以后骨料集合体通过扩散路径的长度、迂曲度的变化影响扩散速度的研究工作打下基础.     

加速碳化条件下界面过渡区的纳米力学性能

为了研究界面过渡区(ITZ)对碳化速率的影响,采用纳米压痕技术研究了不同水胶比试件碳化前后界面过渡区的纳米力学性能演化规律.结果表明,当水胶比λ=0.53和0.35时,试件界面过渡区的平均弹性模量分别由碳化前的29.08和33.21 GPa增加到碳化后的43.72和41.74 GPa,而当λ=0.23时试件碳化后界面过渡区的平均弹性模量则有所降低.同时,各试件界面过渡区的平均硬度在碳化后均有所增大,界面过渡区的尺寸则有所减小.因此,在加速碳化条件下,不同水胶比试件界面过渡区的纳米力学性能存在较大差异,且当λ=0.53时碳化对界面过渡区纳米力学性能的影响最显著.     

搅拌机低效区及其消除方法

为消除混凝土搅拌机存在的搅拌低效区缺陷,根据搅拌机的结构特点和工作原理,分析了低效区产生的原因和危害;通过对振动搅拌法、工作装置参数优化法和双排搅拌叶片结构法的理论分析和试验研究,分析了不同的低效区消除方法对混凝土搅拌质量和效率的影响.结果表明：搅拌低效区是圆筒形强制式搅拌机结构的固有缺陷;搅拌装置工作时存在的速度梯度是低效区产生的根本原因;消除低效区可显著提高搅拌设备的作业质量和效率.     

混凝土开裂对BFRP混凝土界面应力的影响

以最大主拉应力作为混凝土开裂的判别依据,采用基于能量的指数型软化损伤模型,利用扩展有限元模拟钢筋混凝土梁的裂缝扩展过程.通过在试验梁裂缝位置处预设初始裂缝,对比不同荷载水平下的裂缝扩展高度,得到与试验梁基本一致的裂缝扩展结果.进一步将该方法用于玄武岩纤维布(BFRP)加固预损伤钢筋混凝土试验梁的失效分析中,模拟了试验梁由于混凝土裂缝扩展引起的界面剥离全过程,给出了混凝土裂缝扩展与界面应力分布之间的对应关系,得到混凝土开裂是导致BFRP剥离的主要原因的结论.     

销钉用于HPF加固混凝土构件的界面黏结性能

为了对HPF加固混凝土构件界面黏结性能进行研究,通过外包HPF加固混凝土试件的双面剪切试验,研究了修补界面所植入抗剪切销钉对界面黏结性能的影响.试验结果表明,植入销钉能够有效提高界面的黏结性能,提高试件抗剪承载力.销钉因素对界面黏结性能的灰关联分析表明,钢筋的级别对界面黏结性能的影响最大,其次是植入销钉的数量,再次是销钉的直径大小.