1、1,硬化混凝土中的界面过渡区,指导老师：韩玉芳学生：尹东杰 完成日期：6.13,尹东杰,2,界面过渡区现象,界面过渡区的结构性质,过渡区对混凝土性能的影响,过渡区的改善措施,过渡区的改性研究,3,吴中伟 环保型高效水泥基材料-J混凝土，1996-(4)：36,4,1、界面过渡区现象,界面过渡层是指硬化水泥浆(水泥基相)和骨料(分散基相)之间的薄层部分，也称为混凝土的第3相。 该区域的密实性和强度都远逊于硬化水泥石本体，是混凝土结构中据最弱的环节，该过渡区的结构与性能在很大程度上制约了水泥混凝土整体的结构表现。,5,水泥石与集料的接触界面过渡区 由于施工变异性引起的界面过渡区现象：新拌水泥混凝土
2、中各种颗粒的沉降不均匀，特别在振捣作用下，相对密度较小的水分子向上运动并在粗集料的下方富集形成水囊，同时水泥熟料颗粒水化放出的大量气孔也被带到了该区域，这样在粗集料的下方形成了较一般界面过渡区结构更为薄弱的过渡区。,王爱勤 水泥石一集料界面过渡区的形成机理及改善途径-J混凝土与水泥制品 1994（05）,6,集料界面处有一层13m的接触层；接触层外有一层大约510m的高孔隙层；高孔隙层向水泥石本体逐渐过渡，孔隙率不断降低直至与水泥石相近。,2、界面过渡区的结构性质,7,界面过渡区约占胶凝材料基本体积的30%40%。结构性质如下： （1）具有较高的孔隙率，并随着至集料表面距离的增加而迅速降低。如
3、集料表面处水泥石的孔隙率为40%，离集料表面3540m处则降至12%左右，已接近水泥石本体。 （2）随着水化的进行以及干燥作用的影响，该区域将形成一个Ca(OH)2晶体定向排列的结构疏松层，极易产生裂缝并诱导裂缝扩展。,杨人和，吴中伟 水泥石与石灰石集料界面过渡区孔结构及其CH 晶体亚微观结构的研究-J硅酸盐学报 Vol.17 NO.4 1989(08),8,3、过渡区对混凝土性能的影响,大体积毛细孔系的存在,氢氧化钙粗大晶体大量存在,微裂纹的出现和存在,9,（1）在水化的早期，过渡区内的孔体积和孔径均比砂浆基体大，因此过渡区的强度较低 （2）粗大的CH晶体粘结力较小，晶体间的范德华力较弱，而
4、且CH晶体的定向排列使之更容易开裂。 （3）微裂缝的存在是强度降低的主要因素。（扩展）,10,界面过渡区对混凝土力学性能的影响具体表现在以下 3个方面:,11,由于过渡区结构的存在，混凝土的抗压强度会低于水化水泥浆体和集料相。 原因:原始裂纹扩展,对混凝土强度的影响,12,混凝土是复合材料, 界面过渡区相当于一个桥梁的作用, 桥梁结构越差,则其传递效果也越差。界面过渡区中孔隙和裂缝的大量存在对刚度的传递极为不利,故混凝土弹性模量就比其组分要低。,对混凝土刚度的影响,13,钢筋混凝土中钢筋锈蚀很大程度上受混凝土抗渗透性能的影响，抗渗性越差，水分和空气渗入就越自由，锈蚀的可能性就越大。过渡区中的微
5、裂缝有贯通性.,对混凝土耐久性的影响,14,改善措施,降低水胶比,选用性质优良的骨料,预热集料工艺,掺加聚合物,超塑化剂的影响,掺入膨胀组份,水泥裹砂工艺,选用性质优良的骨料,4、过渡区的改善措施,15,5、过渡区的改性研究,硅烷偶联剂（SCA）改性研究 李屹立等用SCA对花岗岩样品进行改性处理，研究改性的花岗岩与水泥浆之间界面形成机理。研究发现，改性后的花岗岩表面对水的粘附力与水的内聚力差别变小，水膜变薄，而且间断分布的疏水基团的存在也阻止花岗岩表面生成连续水膜，避免了疏松的大晶体在界面生长，从而使界面层结构致密。,施惠生 水泥基材料科学 134-135,16,集料裹浆工艺（SEC）研究 这
6、一工艺将混凝土用水量分两次投入搅拌，第一次投入的用水量与水泥形成的低水灰比水泥浆体可以包裹在集料的表面，有效防止了自由水直接与石子表面接触，使得生成的CH因缺少足够的溶液而无法长大或发育完全，只能以胶体（微晶）颗粒状存在。此时石子表面区域水泥颗粒很多，水化生成的C-S-H凝胶数量较多，而且自由伸展的空间狭小，故容易彼此交织形成网络结构。 此工艺可以改善混凝土界面过渡区的特性与结构，大幅度的提高混凝土的各种强度，显著改善其他力学性能。,施惠生 水泥基材料科学 134-135,17,吴中伟院士根据中心质假说认为：未来的环保型高效水泥基材料理想组成结构是中心质一界面区一介质模型，即各级中心质(集料)以网络化的最佳状态构成水泥基材料的骨架分散在各级强化网络骨架的介质中；在中心质与介质的界面两侧存在着界面过渡区，是渐变的非均质过渡结构；改善界面区结构是变弱为强的重要因素，也是高性能混凝土(HPC)研究的重点,18,THANK YOU !,
