混凝土結(jié)構(gòu)精品課件

1、混凝土結(jié)構(gòu)第1頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性概述（一）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要意義 1.耐久性的定義 建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（1）正常施工、使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；（安全性）（2）正常使用時(shí)，具有良好的工作性；（適用性）（3）在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性；（耐久性）（4）在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)或發(fā)生后，仍能保持必要的整體 穩(wěn)定性。（安全性）第2頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是基于材料耐久性的進(jìn)一步深化?；炷两Y(jié)構(gòu)在自然環(huán)境和使用條件下，隨著時(shí)間的推移，材料逐漸老化和結(jié)構(gòu)性能劣化，出現(xiàn)損傷甚至

2、損壞，是一個(gè)不可逆的過程?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性：結(jié)構(gòu)耐久性在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的期限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。第3頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 2.混凝土的耐久性正確設(shè)計(jì)、按要求施工和養(yǎng)護(hù)耐久的結(jié)構(gòu)材料。3.混凝土的耐久性出現(xiàn)問題沒有達(dá)到使用年限受環(huán)境作用而過早破壞。耐久性出現(xiàn)問題直接影響結(jié)構(gòu)的安全和使用性能。美國：維修費(fèi)用占40%,新疆投資占60%。三十年我國：難以估計(jì)，但不容樂觀。調(diào)查碼頭、水閘、路面、立交橋等，順筋開裂、剝落、銹斷。原因：對(duì)耐久性重視不夠，只考慮力學(xué)性能的要求，而沒有按耐久性要求設(shè)計(jì)。重?cái)?shù)量輕質(zhì)量，重近期效益輕

3、長遠(yuǎn)利益，重局部輕國家；科技人員自身應(yīng)再學(xué)習(xí)、再認(rèn)識(shí)。第4頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五耐久性現(xiàn)狀(1)結(jié)構(gòu)類型耐久性狀況民用房屋干濕交替的室外構(gòu)件過早銹蝕，3040 年工業(yè)廠房大修年限2030 年海港碼頭大修年限1020 年，浪濺區(qū)最嚴(yán)重橋梁除冰鹽侵蝕，大修年限1020 年隧道滲漏嚴(yán)重標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐久性的要求一般工程：50年，95% 保證率不需大修，平均不大修90年重要工程：100年第5頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五耐久性現(xiàn)狀(2)預(yù)應(yīng)力腐蝕事故時(shí)有發(fā)生（2001年四川宜賓南門大橋橋面坍塌事故） 1994 年鐵路部門的統(tǒng)計(jì)：橋梁總數(shù)33600 座

4、，病害結(jié)構(gòu)6137座，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)2675座，維修費(fèi)用約4 億元。 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，尤其是后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的耐久性問題亟需解決。第6頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 土木工程發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢：混凝土結(jié)構(gòu)因耐久性不足導(dǎo)致過使用壽命不足或早失效破壞的事故屢見不鮮，并有愈演愈烈之勢。新建工程修復(fù)工程第7頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 土木工程中的經(jīng)濟(jì)問題 2000年土建領(lǐng)域中的總投資新建工程費(fèi)用維修費(fèi)用1/21/2材料、結(jié)構(gòu)、施工、維護(hù)耐久的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重點(diǎn)工程服役壽命縮短一半，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)工程投資的35倍。第8頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)1

5、0分，星期五混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是由混凝土、鋼筋材料本身特性和所處使用環(huán)境的侵蝕性兩方面因素共同決定的。 影響混凝土材料本身內(nèi)在機(jī)理是混凝土材料成分與氣體、水化學(xué)反應(yīng)中溶解物有害物質(zhì)在混凝土孔隙和裂縫中的遷移，遷移過程導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生物理和化學(xué)方面的劣化和鋼筋銹蝕的劣化，其結(jié)果將使結(jié)構(gòu)承載力下降、剛度降低和開裂，以及外觀的損傷影響著結(jié)構(gòu)的使用效果?；炷敛牧媳旧韺?dǎo)致劣化的內(nèi)在因素有含堿度過低，氯離子含量過高、有堿活性骨料、鹽類結(jié)晶等。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素 第9頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五第10頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五影響因素1)結(jié)構(gòu)

6、設(shè)計(jì)2)材料設(shè)計(jì)材料質(zhì)量不合格配合比設(shè)計(jì)3)施工質(zhì)量控制4)外界環(huán)境條件第11頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)造上的原因(1)鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度太??；(2)沉降縫、伸縮縫構(gòu)造不正確；(3)構(gòu)件開孔洞的洞口邊緣未配筋或配筋不當(dāng)；(4)基礎(chǔ)建在濱海鹽漬地區(qū)；(5)隔熱層、分隔層、防滑層處理不妥當(dāng)?shù)?。?2頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 2)材料設(shè)計(jì)不合格材料質(zhì)量不合格(1)使用的水泥品種不當(dāng)，水泥含堿量過大；(2)使用含有較多的C3S、細(xì)度過小的水泥，加水拌合后水化加速，放熱加劇干燥收縮增大，導(dǎo)致混凝土開裂；(3)使用含有堿活性

7、礦物的骨料；(4)骨料顆粒級(jí)配不當(dāng)，例如使用花崗巖人工骨料，顆粒形狀差、表面粗糙，會(huì)造成混凝土用水量增大，用水量高使硬化的混凝土孔隙增加；(5)外加劑使用不當(dāng)，例如使用含有氯離子的非高效減水劑、使用含氣量過大的引氣劑、使用含有氯離子的早強(qiáng)劑等。(7)使用海水?dāng)嚢桎摻罨炷粱蝾A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等。配合比（1）水灰比（ 或水膠比） （2）用水量、水泥用量（3）漿集比 （4）砂率第13頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 3)施工質(zhì)量低劣 (1)水灰比過大，例如，為便于施工、運(yùn)輸和澆搗，任意加大水灰比，導(dǎo)致增大孔隙率，滲透性加大； (2)單方水泥用量過大，例如為縮短工期，提高混凝土

8、早期強(qiáng)度，加大水泥用量，會(huì)引起收縮和水化熱過大而開裂；(3)過早拆模，例如為趕工期、加快模板的周轉(zhuǎn)，提前拆模，混凝土養(yǎng)護(hù)期的強(qiáng)度不以承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載而引起早期開裂； (4)澆搗不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生蜂窩、孔洞和沉降微細(xì)裂縫，在干燥氣候下養(yǎng)護(hù)或氣溫太低未加保護(hù)等；(5)施工組織不當(dāng)，造成不應(yīng)出現(xiàn)的施工縫(冷縫第14頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 4)外界環(huán)境條件惡化(1)氣候條件異常，如氣候突變，干濕環(huán)境交替頻繁；(2)自然環(huán)境惡化，隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展造成酸雨，空氣質(zhì)量下降，結(jié)構(gòu)物周圍遭受到C02、S02、S03氣體的侵蝕；(3)建筑場地有害物質(zhì)的侵入，

9、如地基土有侵蝕性水，碳酸鹽及堿溶液侵入等等 第15頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性隨時(shí)間的變化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師關(guān)心安全度。安全性隨時(shí)間是在變化的。在嚴(yán)酷使用條件下，某些性能或綜合性能隨時(shí)間而劣化 結(jié)構(gòu)物承載能力降低。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)安全性施工質(zhì)量第16頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五三、按耐久性設(shè)計(jì)混凝土 耐久性設(shè)計(jì)依據(jù) 暴露環(huán)境 重要性 服務(wù)年限不嚴(yán)酷 強(qiáng)度中等嚴(yán)酷 強(qiáng)度、耐久惡劣 耐久、強(qiáng)度 安全性和使用壽命結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料設(shè)計(jì)施工第17頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五四、 使用環(huán)境對(duì)混凝土破壞的

10、原因的分析和分類使用環(huán)境不太嚴(yán)酷的 足夠強(qiáng)度和密實(shí)度 耐久暴露在大氣、土壤、水和海水 受溫度、濕度、水位的變化及化學(xué)介質(zhì)的侵蝕 性能發(fā)生變化以至破壞混凝土破壞形式：表面剝蝕、開裂、鋼筋銹蝕、強(qiáng)度降低等等混凝土破壞含義 ：承載能力降低，安全度降低，使用性能劣化破壞原因：單因素、多因素（多數(shù)）第18頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 混凝土結(jié)構(gòu)破壞原因磨損物理作用化學(xué)作用鋼筋銹蝕機(jī)械磨耗沖刷磨損氣蝕干濕交替 （促進(jìn)因素） 水的滲透（破壞根源）凍融交替 鹽的結(jié)晶碳化與中性化氯離子引起化學(xué)侵蝕堿-集料反應(yīng)體積安定性第19頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 混

11、凝土耐久性分類 混凝土耐久性滲透性抗凍性碳化與中性化鹽類侵蝕：硫酸鹽、鎂鹽等堿-集料反應(yīng)鋼筋銹蝕磨蝕與空蝕土壤、酸雨侵蝕等第20頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞案例 美國某橋梁工程鋼筋銹蝕破壞第21頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五西部地區(qū)某橋梁橋敦因凍融+干濕交替破壞第22頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五某水壩廊道混凝土因地下硫酸鹽水侵蝕破壞第23頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五主要內(nèi)容第1章 混凝土結(jié)構(gòu)第2章 抗?jié)B性第3章 抗凍性（水凍、鹽凍）第4章 堿集料反應(yīng)第5章 混

12、凝土的碳化第6章 混凝土鋼筋銹蝕第7章 化學(xué)侵蝕第24頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1.1混凝土的宏觀結(jié)構(gòu) 材料的宏觀性能與組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 混凝土性能主要取決于水泥石、孔結(jié)構(gòu)、界面過渡區(qū)、集料性能。 混凝土的組織結(jié)構(gòu)呈堆聚狀，由不同形狀、大小的粗、細(xì)集料和水泥石組成。第1章 混凝土結(jié)構(gòu)第25頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 研究范圍：粗觀、細(xì)觀（亞微觀）、微觀三個(gè)尺度層次。第26頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 定義：由于離析和泌水作用，硬化后混凝土沿澆筑方向呈宏觀堆聚結(jié)構(gòu)不合理現(xiàn)象； 混凝土分層 1） 混凝土外分層

13、 危害：強(qiáng)度差異大（有利和不利方面）、表面疏松2） 混凝土內(nèi)分層 定義：由于離析和泌水作用，使硬化后混凝土中粗集料上、下部為出現(xiàn)的不均勻現(xiàn)象疏松砂漿致密砂漿 危害：沿澆筑方向抗拉強(qiáng)度低，抗?jié)B性下降。第27頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1.2 水泥石結(jié)構(gòu) 水泥與水反應(yīng)形成的水泥石是一個(gè)極其復(fù)雜的非均質(zhì)、多孔、多相（固、氣、液）體系。CSH 凝膠體鈣礬石CH晶體水泥石的組成水化產(chǎn)物未水化水泥顆粒毛細(xì)孔氣孔第28頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1）固相組成：CSH占70%，CH約占20%，鈣礬石和AFm等硫鋁酸鹽共約7%，未水化熟料的殘留物和其它雜質(zhì)

14、約占3%。1、組成特征2) 孔隙：孔是水泥石結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，包括毛細(xì)孔、凝膠孔 。3) 水：第29頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1) CSH凝膠CSH片層2) C-S-H 結(jié)構(gòu)模型 凝膠孔 第30頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 CH晶體: 結(jié)晶完好、六方板狀、層狀晶體，水泥石中最易受侵蝕物質(zhì)第31頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五(1) AFt (2) AFm 水化硫鋁酸鹽：AFt晶體:六方棱柱狀、針棒狀晶體、棱面清晰，主要出現(xiàn)在水化早期。AFm晶體:六方板狀、片狀晶體，成簇或呈花朵狀生成，水化后期。第32頁，

15、共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五2) 孔隙：孔是水泥石結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，包括毛細(xì)孔、凝膠孔 。L水化產(chǎn)物毛細(xì)孔 毛細(xì)孔:未被水化產(chǎn)物占據(jù)的空間。隨著水泥水化進(jìn)程而減少、細(xì)化，與水灰比、齡期等有關(guān)。 10nm以上，孔徑越大越有害。 凝膠孔:凝膠體顆粒之間存在的細(xì)小孔隙( 平均1.53nm) ，占膠體體積28% ；隨水化齡期增長而增多。第33頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五3) 水： 結(jié)晶水:又稱化學(xué)結(jié)合水，直接參與各組成水化物晶體結(jié)構(gòu)，如以O(shè)H-離子狀態(tài)或結(jié)晶水H2O形式存在，與其它元素有確定的含量比，結(jié)合力強(qiáng)，常溫常壓下不會(huì)脫出； 吸附水:以

16、中性水分子的形式存在，不參與組成水化物的晶體結(jié)構(gòu)，而是在吸附效應(yīng)或毛細(xì)管力的物理吸附作用下吸附于固相粒子表面或孔隙中，又可分為凝膠水、毛細(xì)水兩種 自由水：又稱游離水，存在于粗大孔隙內(nèi)，與一般水的性質(zhì)相同。第34頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 蒸發(fā)水與非蒸發(fā)水：蒸發(fā)水：在固定干燥條件（105加熱、干冰-79下干燥，又稱D-干燥法）等方法下能除去的水，自由水和吸附水非蒸發(fā)水：在上述條件下不能除去的水，化學(xué)結(jié)合水。非蒸發(fā)水的測定：先在低溫干燥下除去蒸發(fā)水，再在1000左右下燒灼測量失重水泥水化率。第35頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五未 水 化 材

17、料 充 滿 水 之 毛 細(xì) 孔 C-S-H 膠 體 氫 氧 化 鈣 (1) 初 拌 (2) 7 天(3) 28 天 (4) 90 天 2、水泥石結(jié)構(gòu)形成過程第36頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五 孔徑分布 根據(jù)孔徑可分小于20nm、2050nm、50200nm、大于200nm等4級(jí)。其中孔徑大于50nm以上的對(duì)混凝土強(qiáng)度和耐久性危害較大，小于20nm的孔隙對(duì)混凝土性能影響極微。1.3 孔結(jié)構(gòu) 孔結(jié)構(gòu)含義：總孔隙率、孔徑分布、孔的幾何形狀（尺寸）、孔的比表面積 第37頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五第38頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)1

18、0分，星期五 水化通道、水化產(chǎn)物空間特殊形狀的孔對(duì)抗?jié)B、抗凍有利特殊環(huán)境需要孔，如保溫、吸聲、隔熱、輕質(zhì)等為某些工藝提供條件1） 有利作用 孔的作用 第39頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五孔隙率提高，強(qiáng)度下降孔中水運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生干縮或濕脹粗大的孔容易產(chǎn)生碳化、抗?jié)B性下降大孔中水飽和，抗凍性下降孔多鋼筋易銹蝕孔中進(jìn)水，熱工性能下降2） 不利作用第40頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五工藝角度：加壓、真空脫水、振動(dòng)等配合比設(shè)計(jì)礦物質(zhì)摻合料：活性SiO2與水泥水化產(chǎn)物二次反應(yīng)、填充孔隙化學(xué)外加劑：引氣、減水、膨脹、防水等方面的外加劑均可改善孔結(jié)構(gòu)浸漬 改善孔

19、結(jié)構(gòu)措施 光學(xué)顯微鏡（直徑大于10m）壓汞法（大于1.5nm）吸附法（一般采用氮吸附，0.5nm30nm)其他方法：SEM,小角度X衍射，氦流法、核磁共振等孔結(jié)構(gòu)測試方法 第41頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1.4 水泥石-骨料界面 水泥石骨料界面是普通混凝土中最薄弱環(huán)節(jié)，也是混凝土的劣化或破壞最先發(fā)生區(qū)域。 水泥石和骨料的彈性模量不同，在溫、濕度發(fā)生變化時(shí)，兩者變形不一致，從而使界面處表成裂縫。 在混凝土硬化前，水泥漿體中的水會(huì)在集料表面形成一層水膜，從而在硬化過程中留下細(xì)小縫隙。第42頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五1.界面區(qū)形成機(jī)理水膜變

20、厚集料表面帶電使?jié){體中的水分子強(qiáng)烈定向，并使集料表面附近水膜變厚；Ca(OH) 2 富集只有陽離子Ca2+受電場作用，活動(dòng)度較大，容易遷移到集料表面附近；Ca(OH) 2達(dá)到飽和濃度，首先在集料表面上結(jié)晶，形成Ca(OH) 2結(jié)晶晶體粗大由于在集料與水泥漿體接觸區(qū)水灰比局部升高，擴(kuò)散到這里的Ca 2+濃度較低，因此晶體生長速度大于成核速度，所以晶體粗大。微裂縫裂縫是由于水泥漿在硬化過程中產(chǎn)生的體積變 化(如化學(xué)減縮、濕脹干縮等)與粗集料體積變化不一致而形成的。另外,由于混凝土成型后 的泌水作用，在粗集料下方形成水隙，待混凝土硬化后，水分蒸發(fā)，也形成界面微裂縫。 第43頁，共52頁，2022年，

21、5月20日，2點(diǎn)10分，星期五2、界面過渡區(qū)的特征 水泥石-集料界面并不一個(gè)面，而是一個(gè)有不定厚度的層(0100m)。過渡區(qū)典型特征：1）W/C高；2）孔隙率大；3）CH和鈣礬結(jié)晶顆粒大、含量多；4）CH取向生長。 由于從水泥石向集料表面方向形成水灰比梯度而產(chǎn)生； 從水泥石本體向集料表面，水灰比逐漸變大，有利于結(jié)晶體形成、長大。第44頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五3、主要因素影響因素1）集料的性質(zhì) 普通非活性骨料：集料一側(cè)顯微硬度為常量，水泥石一側(cè)的顯微硬度隨與界面距離的增加而變化，并有一個(gè)較深的低谷。 輕集料：先吸水降低集料周圍水灰比，隨后供水養(yǎng)護(hù)，界面過渡區(qū)加強(qiáng)；

22、 潛在活性集料：在界面處參與水化反應(yīng)而改善界面區(qū)。 粗糙的表面：可降低CH取向程度，有利于界面結(jié)合力。 第45頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五2）水灰比 水灰比越大，界面處水灰比也越大，孔隙率就大，因而CH在寬松的環(huán)境下越容易沉積，結(jié)晶顆粒大，界面過渡區(qū)性能就越差。 第46頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五3）膠凝材料 摻入礦物摻合料，減少水泥熟料，相應(yīng)地減少了CH生成量；礦物細(xì)摻料在水泥漿體中可與CH反應(yīng)，生成CSH，減少界面處CH含量；礦物細(xì)摻料的微細(xì)顆粒的填充作用還可降低過渡層中的孔隙率。 4）攪拌工藝 砂石水泥干混合料出料干拌加水傳統(tǒng)工藝砂

23、石濕潤的集料水泥出料部分水加水正常攪拌其余水?dāng)嚢韪倪M(jìn)工藝采用以下改進(jìn)工藝，經(jīng)第一次攪拌后先在集料表面形成一層低水灰比的水泥漿層，從而有利于最終界面過渡區(qū)。第47頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，星期五4.水泥石一集料界面過渡區(qū)的形成機(jī)理及改善途徑調(diào)整配合比 可以從兩個(gè)方面來進(jìn)行調(diào)整.其一是調(diào)整用水量，在保證施工的前提下.盡可能降低水灰比，減少用水量。這不僅可以提高水泥石本體性能.而且可以減少泌水，從而達(dá)到改善界面的目的.其二是調(diào)整水泥用量.當(dāng)集料順粒彼此靠近時(shí)，界面效應(yīng)的效應(yīng)圈可以相互盛加，使界面性能得到改善.有資料報(bào)導(dǎo)，隨著集料顆粒間距的減小.過渡區(qū)的顯微硬度值提高。我們的試

24、驗(yàn)結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著水泥漿層厚度的減小，混凝土抗壓強(qiáng)度將增加。 選擇合適的集料 集料與水泥的相容性考慮： 要想獲得較好的界面粘結(jié)，集料與水泥漿應(yīng)在化學(xué)性質(zhì)上，結(jié)構(gòu)上是相容的.只有這樣，當(dāng)水泥水化時(shí)，所形成的水化產(chǎn)物容易與集料表面物質(zhì)互接觸連生，形成一個(gè)整體。Conjeand曾用鋁酸鹽水泥和不同集料進(jìn)行了試驗(yàn)，其結(jié)果是鋁質(zhì)集料最好，硅質(zhì)集料最差。 集料的物理力學(xué)性質(zhì)應(yīng)盡可能地與水泥漿相近： 這包括強(qiáng)度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)、收縮等等.這樣才有利于集料和水泥漿在各種條件下共同作用，減少由不致性而引起的內(nèi)應(yīng)力以及由此而產(chǎn)生的內(nèi)部缺陷。第48頁，共52頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)10分，

25、星期五 集料的幾何性質(zhì)對(duì)界面性質(zhì)的影響不容忽視： 幾何性質(zhì)主要包括兩個(gè)方面:一是集料的粒徑.B. L. Bloem認(rèn)為集料粒徑大于某一尺寸后，混凝土的強(qiáng)度將隨集料粒徑的增加而降低;P.Mehta指出，混凝土的強(qiáng)度隨集料尺度的增加而直線下降.二是集料的表面形狀，實(shí)際證明，集料表面越光滑致密，Ca(OH)2在其界面區(qū)域的定向排列越顯著，而一些表面凹凸不平的集料，Ca(OH)2在界面排列的規(guī)律性較差。水泥裹砂工藝 這種工藝的基本原理是，在砂的表面先包上一層水泥漿，這層水泥漿具有兩個(gè)特點(diǎn):其一是由于這一層水泥漿特別薄.不可能在砂的表面形成水囊，也不可能有許多的Ca(OH)2在集料界面富集和擇優(yōu)取向.因此，它與集料能夠較好結(jié)合，形成較致密的界面結(jié)構(gòu)層，其二是由于這層水泥漿與以后拌入的水泥漿在性質(zhì)上的一致性，使得它們能較好的結(jié)合.預(yù)熱集料工藝 加熱集料有三個(gè)目的:一是在混合料中造成溫度梯度，集料表面溫度高，飽和燕氣壓高，水分易于燕發(fā)，遠(yuǎn)離集料端溫度低飽和燕氣壓低水分易于凝結(jié)，迫使水分從集料表面向砂漿移動(dòng)造成水灰比梯度，讓低水灰比水泥漿殼包囊集料減水膜層。二是有利于集料表面活化，對(duì)于一些碳酸鹽集料，加熱有利于集料表面活化，促使碳鋁酸鹽生成，獲得較強(qiáng)的界面枯結(jié)。三是集料加熱后將產(chǎn)生熱膨脹，當(dāng)它與砂漿拌和時(shí).表面熱量放出，將促進(jìn)水泥水化.而以后的集料中溫度降低，將使集料產(chǎn)生收縮，這將與水泥漿