(1)界面过渡区的特征:
水泥石天津市建筑业协会-集料界面并不一个“面”,而是一个有一定厚度的层(0~100μm);由于从水泥石向集料表面方向形成水灰比梯度而产生;从水泥石本体向集料表面,水灰比逐渐变大,有利于结晶体形成、长大。 过渡区典型特征:1)W/C高;2)孔隙率大;3)CH和钙矾石结晶颗粒大、含量多;
4)CH、AFt取向生长。
(2)形成机理:
1)集料表面带电使浆体中的水分子强烈定向,并使集料表面附近水膜变厚;
2)只有阳离子Ca2+受电场作用,活动度较大,容易迁移到集料表面附近,故此处的 Ca(OH) 2达到饱和浓度,首先在集料表面上结晶,形成Ca(OH) 2结晶——产生取向排列;
3)由于在集料与水泥浆体接触区水灰比局部升高,扩散到这里的Ca 天堂419草坪2+浓度较低,因此晶体生长速度大于成核速度,所以晶体粗大。AFt相和Ca(OH)2晶体的富集现象出现—孔隙率增加。
(3)改善措施:
1)调整配合比:可以从两个方面来进行调整:其一是调整用水量,尽可能降低水灰比,减少用水量。—水泥石本体性能.,减少泌水,改善界面。其二是调整水泥用量。当集料顺粒彼此靠近时,界面效应的效应圈可以相互叠加,使界面性能得到改善。
2)选择合适的集料:(集料与水泥的相容性考虑)要想获得较好的界面粘结,集料与水泥浆应在化学性质上,结构上是相容的。只有这样,当水泥水化时,所形成的水化产物容易与集料表面物质互接触连生,形成一个整体。
集料的物理力学性质应尽可能地与水泥浆相近:有利于集料和水泥浆在各种条件下共同作用,减少不致性而引起的内应力以及由此而产生的内部缺陷。
集料的几何性质对界面性质的影响不容忽视:两个方面: 一是集料的粒径。集料粒径大于某
一尺寸后,混凝土的强度将随集料粒径的增加而降低;混凝土的强度随集料尺度的增加而直线下降。二是集料的表面形状,集料表面越光滑致密,Ca(OH)2在其界面区域的定向排列越显著。有资料报导,随着集料颗粒间距的减小,过渡区的显微硬度值提高。
3)水泥裹砂(石)工艺:在集料的表面先包上一层水泥浆,这层水泥浆具有两个特点:这一层水泥浆特别薄,不可能在集料表面形成水囊,Ca(OH)2在界面富集和择优取向降低。其二是这层水泥浆与以后拌入的水泥浆在性质上的一致性,使得它们能较好的结合。
4)预热集料工艺:加热集料有三个目的: 一是在混合料中造成温度梯度,迫使水分从集料表面向砂浆移动造成水灰比梯度,让低水灰比水泥浆壳包囊集料减水膜层。二是有利于集料表面活化,对于一些碳酸盐集料,加热有利于集料表面活化。三是集料加热后将产生热膨胀,当它与砂浆拌和时表面热量放出,将促进水泥水化;而以后的集料中温度降低,将使集料产生收缩,这将与水泥浆体水化过程所产生的化学减缩相协调。
5)压蒸工艺:对于一些惰性的硅质集料,常温时它不与水泥水化时放出的Ca(OH)2反应,致使水泥石与集料的界面结合力较低。但若采取压蒸工艺,在高温高压下,惰性的SiO2变成活性SiO2,它将能与Ca(OH)2反应,形成水化产物,提高了集料与水泥石的界面结合力。
6)掺加聚合物:在混凝土中掺入聚合物后,由于其填充、阻裂和粘结作用,大大改善了界面性质。
7)掺入火山灰质混合材:许多研究表明,在混凝土中掺入火山灰质混合材有利于改善集料与水泥浆的界面。尤其是硅灰,掺入硅灰,除了起填充和大量吸收Ca(OH)2外,还有一个增大粘度的作用。
tmac58)加晶种:在混凝土中掺入一些Ca (OH)2,这些Ca(OH)2无论是在界面还是在水泥浆体中,排列往往是无规则的,水泥矿物水化时放出的Ca(OH)2在这些晶种上长大,使得界面区Ca(OH)2湖南工业大学学报的取向度显著下降。
9)减水剂的影响:
焊后热处理 加入减水剂,水膜层厚度减小,结构致密,Ca (OH)2取向度减小。但也有人持有不同的看法,认为掺入减水剂不可能改善界面结构,其理由是减水剂一般不与Ca(OH)2反应,因此混凝土中的Ca(OH)2不会减少。
另:改善界面性能时应注意的几个问题:我们知道混凝土是一个宏观上均匀,微观上不均匀的多相聚集体,界面区的结构是相当复杂的。而上述这些方法都仅仅抓住问题的某一方面,而忽视其它方面。在采取上述诸措施的同时,应该注意的问题:水泥石性能、集料性能与界面过渡区性能的平衡,在改善界面性能时应考虑结构疏松、Ca(OH)2富集, 内应力等。