混凝土的微觀結(jié)構(gòu)

混凝土的微觀結(jié)構(gòu)演示文稿目前一頁\總數(shù)十八頁\編于一點優(yōu)選混凝土的微觀結(jié)構(gòu)目前二頁\總數(shù)十八頁\編于一點混凝土的微觀結(jié)構(gòu)2.1定義2.2重要性2.3復雜性2.4骨料相的微結(jié)構(gòu)2.5水化水泥漿體的微結(jié)構(gòu)2.6混凝土中的過渡區(qū)目前三頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.1定義微結(jié)構(gòu)：是指宏觀結(jié)構(gòu)中用顯微鏡放大才可見的部分。所謂宏觀結(jié)構(gòu)一般是指用肉眼可見的、粗大的微結(jié)構(gòu);肉眼不可見的界限大約在1mm的五分之一。一個固體各個相的類型、數(shù)量、尺寸、形狀及其分布即構(gòu)成了該固體的微結(jié)構(gòu)。目前四頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.2重要性材料領(lǐng)域的進步首先在于可以從內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)認識到其性能由來的機理。換句話說，性能可以通過使材料微結(jié)構(gòu)適當?shù)刈兓玫礁倪M。雖然混凝土是應用最為廣泛的結(jié)構(gòu)材料，但它的微結(jié)構(gòu)是不均質(zhì)且高度復雜的。所以研究它的微結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。目前五頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.3復雜性從微觀水平上看，混凝土微結(jié)構(gòu)的復雜性顯而易見。其微結(jié)構(gòu)中的兩相既不是彼此均勻分布的，微結(jié)構(gòu)本身也不是勻質(zhì)的。混凝土微結(jié)構(gòu)的獨特之處：1.粗骨料顆粒附近的小范圍存在界面過渡區(qū)（顆粒周邊呈10-50um厚度的薄殼）2.三相中的每一個相本身也是多相的。3.混凝土的微結(jié)構(gòu)不是材料固有的特性（因為水泥漿和過渡區(qū)是隨時間、環(huán)境溫度與濕度而變化的）目前六頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.4骨料相的微結(jié)構(gòu)骨料相主要影響混凝土的單位質(zhì)量、彈性模量和尺寸穩(wěn)定性?；炷恋倪@些性質(zhì)在很大程度上取決于骨料的表觀密度和強度，而骨料的物理特性要比化學特性對其更具有決定性?？紫堵屎痛止橇系男螤詈蜆?gòu)造也會影響混凝土的性能。由于比混凝土其他兩相的強度高，骨料相通常不直接影響普通混凝土的強度，除非是多孔和軟弱顆粒。目前七頁\總數(shù)十八頁\編于一點目前八頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5水化水泥漿體的微結(jié)構(gòu)水化水泥漿體在這里的含義是指由波特蘭水泥（以下稱硅酸鹽水泥）制備的漿體。硅酸鹽水泥是一種灰色粉末，呈多棱角顆粒，粒徑約為1~5um。它通過粉磨熟料和少量硫酸鈣得到，熟料是由氧化鈣和硅、鋁、鐵的氧化物經(jīng)高溫反應產(chǎn)生的幾種化合物非勻質(zhì)的混合物而生產(chǎn)出的。熟料基本組成大約對應為C3S、C2S、C3A和C4AF。目前九頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5水化水泥漿體的微結(jié)構(gòu)鈣礬石的形成：在水泥水化的幾分鐘里，鈣、硫酸鹽、鋁酸鹽與氫氧根反應的結(jié)果，是針狀結(jié)晶的硫鋁酸鈣水化物，即“鈣礬石”就開始出現(xiàn)。幾小時后，大的棱柱狀氫氧化鈣結(jié)晶和細小纖維狀的硅酸鈣水化物，開始填充先前由水和未溶解水泥顆粒占據(jù)的空間。幾天后，“鈣礬石”可能會不穩(wěn)定并分解為單硫型的硫酸鹽水化物，形貌為六角形片狀。六角形片狀也是鋁酸鈣水化物的形貌，它在硫酸鹽不足或高鋁的硅酸鹽水泥中形成。目前十頁\總數(shù)十八頁\編于一點目前十一頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5.1水化水泥漿體的固相水化硅酸鈣（C-S-H可占50%~60%的體積，是決定漿體性能的主要相。）氫氧化鈣（具有確定比例的化合物，它形成六角棱狀的大晶體，形貌各式各樣。）硫鋁酸鈣水化物未水化的水泥顆粒目前十二頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5.2水化水泥漿體里的孔C-S-H中的層間孔（這些微孔中的水分會被氫鍵所保持，在一定條件下會失去并產(chǎn)生干縮和徐變）毛細孔（它代表沒有被水化水泥漿體的固相產(chǎn)物所填充的空間。毛細孔的體積和尺寸由新拌水泥漿中未水化水泥顆粒的間距即水灰比，以及水泥水化的程度所決定。）氣孔（毛細孔的形狀是無規(guī)則的，氣孔則一般呈球形?；炷涟韬线^程中水泥漿體里通常會帶入少量空氣。）目前十三頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5.3水化水泥漿體中的水分毛細孔水（存在于5nm以上孔隙里的水）吸附水（靠近固相表面的水）層間水（這是一種與C-S-H結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的水，在C-S-H的層與層之間，一個單分子水層牢固地被氫鍵所鍵合）化學結(jié)合水（這種水是構(gòu)成各種水泥水化產(chǎn)物微結(jié)構(gòu)的一部分）目前十四頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5.4水化水泥漿體中的微結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系硬化混凝土的工程特性強度、尺寸穩(wěn)定性與耐久性，不僅受配合比影響，還受水化水泥漿體的性質(zhì)影響，而它又取決于微結(jié)構(gòu)的特征（固相和孔的類型、數(shù)量及分布）1.強度水化水泥漿體固相產(chǎn)物強度，主要來源于范德華力的存在。兩固相表面間的黏附力來自這種物理作用。（孔隙會對強度產(chǎn)生危害）目前十五頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.5.4水化水泥漿體中的微結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系2.尺寸穩(wěn)定性保水的水化水泥漿體在尺寸上是不穩(wěn)定的，當然只要保持相對濕度在100%，實際上沒有發(fā)生尺寸變化。3.耐久性水化了的水泥漿體是堿性的，因此暴露于酸性水中時對材料是有害的。在這類條件下，不透水性或成水密性就成為決定耐久性的首要因素。目前十六頁\總數(shù)十八頁\編于一點2.6混凝土中的過渡區(qū)粗骨料顆粒和水化水泥漿體之間存在著過渡區(qū)，雖然它的組成和水化水泥漿體相同，但其微結(jié)構(gòu)與性能不同于水泥漿體。過渡區(qū)的發(fā)展順序：首先，新壓實的混凝土中，大顆粒骨料周圍形成水膜。隨后，水泥漿體本體中，鈣、硫酸根、氫氧根以及鋁酸根離子，結(jié)合生成鈣礬石和氫氧化鈣。由于水灰比比較大，這些靠近粗骨料的結(jié)晶產(chǎn)物為較粗大的晶體，因此形成比水泥漿或砂漿本體更多孔隙的構(gòu)架；板狀的氫氧化鈣晶體趨向形成定向?qū)印Ｄ壳笆唔揬總數(shù)十八頁\編于一點2.6混凝土中的過渡區(qū)最后，隨著水化的進展，結(jié)晶不良的C-S-H和次生的鈣礬石、氫氧化鈣晶體開始填充在大鈣礬石和氫氧化鈣晶體構(gòu)