2013公路監(jiān)理師考點:混凝土增強機理

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　　混凝土增強機理

　　3.1、改善孔結(jié)構(gòu)、強化水泥石?

　　一般認(rèn)為，水泥石是由凝膠、晶體、水與孔組成的聚集體。根據(jù)現(xiàn)代混凝土強度理論，水泥石內(nèi)聚力主要取決于水泥石基材的孔隙率、孔分布、孔級配、孔形狀等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)。所以水泥石從形成、發(fā)展直到破壞均與孔的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。但孔隙率不是影響混凝土強度的唯一因素，在孔隙率相同情況下，不同孔結(jié)構(gòu)水泥石性能也不同。平均孔徑小的強度高，0.1μm以上的毛細(xì)孔微縫對強度和耐久性不利，0.05μm以下的孔對強度及性能無影響，Mehta證明，大于 1000A的孔存在是強度和抗?jié)B性下降的原因。將大孔改變?yōu)樾∮?00A的孔則可提高強度和抗?jié)B性。由此可見，存在著調(diào)整孔級配來提高水泥石強度和耐久性的可能性。例如，采用真空脫水，分次投料，重復(fù)振搗，加入外加劑、活性混合物，聚合物浸漬以及限制膨脹等工藝措施，均能達(dá)到調(diào)整孔結(jié)構(gòu)，提高強度的辦法。?

　　從這些試驗結(jié)果看出，造殼砂漿比普通砂漿的孔隙率只減少3%，而強度卻提高27%，這主要是由于造殼砂漿和孔徑分布得到了改善。第一，在大孔區(qū)，最可幾孔徑僅為普通砂漿的21%;在中孔區(qū)僅為63%，可見采用造殼攪拌工藝后，不僅能減少一些孔隙率，而且主要地可使毛細(xì)孔變細(xì)。第二，造殼砂漿的有害孔(500!)含量僅為普通砂漿的6%;第三，造殼砂漿孔隙當(dāng)量比表面積和平均水力半徑比普通砂漿分別增加和減少9%。?總之，最可幾孔徑變小，使?jié)B水通路變細(xì)，加上平均水力半徑減少，提高了抗?jié)B能力，對強度有害的大毛細(xì)孔減少24%，這將對裂縫的引發(fā)和擴展起很大的阻滯作用，因而能提高其強度及抗沖擊性能。

　　3.2、強化界面過渡層界面微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)早已引起國內(nèi)外學(xué)者的極大重視。研究表明，骨料和水泥石之間存在約幾十微米的界面層，它是由水化粗骨料表面，首先形成水膜層逐漸被新生產(chǎn)物填充而來。如水灰比大或泌水均會使水膜層厚度增加，在過渡層會留下薄弱環(huán)節(jié)，所以只有減薄水膜層才能強化界面層。?

　　在傳統(tǒng)的攪拌方法中，所有固相材料幾乎同時倒入攪拌機，此時砂、石、水泥混合物中主要是固――氣界面。在加水?dāng)嚢柽^程中，水必然要浸潤所有的固相材料表面而形成固――液界面，同時產(chǎn)生氣――液界面，亦即在攪拌過程中有相當(dāng)數(shù)量的氣相殘留在液、固相的包圍之中。?在新的裹砂石法中，大部分水優(yōu)先與砂石表面接觸形成固――液界面，骨料濕潤后形成液――氣界面，基本上消失了固――氣界面。當(dāng)水泥投入時，立即粘附在骨料表面的水膜層上，強化了水泥的水化歷程，使首先生成的水化鋁酸鹽復(fù)蓋在骨料表面限制Ca(OH)2晶體擴散而強化了界面層。同時，殘留的氣體也必然少于傳統(tǒng)工藝。?

　　當(dāng)水泥漿體作為粘附劑時，其粘附力大小首先決定于水對骨料表面的濕潤效應(yīng)。裹砂石法濕潤本身說明水分子和骨料表面產(chǎn)生吸附作用(即范德華力)，骨料表面的濕潤效應(yīng)可提供所有砂石骨料周界被水泥漿體包裹機會，骨料間的孔隙被水泥漿體全部填充。水泥漿對骨料濕潤面積越大，粘附力越大，故親水性好，表面粗糙的石灰?guī)r，石英巖使砼強度提高得更多。

　　此外，全部水加入攪拌過程中，稀漿中的水分向殼膜中滲透。以及殼膜中的水泥粒子向稀漿中擴散。這樣，滲透和擴散過程，使固――液相均化，氣相細(xì)化，改善了孔結(jié)構(gòu)。

施工組織：房建，市政，道橋，水利，巖土，隧道

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