轻骨料混凝土与普通混凝土界面粘结性能研究

作     者：高紫晨 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄华

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：轻骨料混凝土 普通混凝土 粘结性能 宏观试验 微观试验 

摘      要：轻骨料混凝土以其质量轻、强度高、耐久性能好等特点,受到工程界的关注,在高层建筑、大跨度桥面铺装等结构中的应用日渐增多,这些结构中,存在大量轻骨料混凝土与普通混凝土的结合面。就现有对新旧混凝土结合面的粘结性能研究可知,其结合面是结构的薄弱处,粘结强度要低于新旧混凝土的抗拉强度。因此,轻骨料混凝土与普通混凝土的结合面同样是结构的薄弱处,但对于轻骨料混凝土与普通混凝土界面的粘结性能研究却未见报告,缺乏试验和理论研究的支撑。本文通过宏观试验与微观试验相结合的方法,对轻骨料混凝土与普通混凝土界面的粘结性能进行系统研究。论文通过劈裂抗拉强度试验和抗折强度试验等宏观试验方法,定量分析了轻骨料混凝土强度等级、界面剂种类、粘结面粗糙度、钢纤维等因素对轻骨料混凝土与普通混凝土粘结性能的影响;通过显微硬度试验和电镜扫描试验等微观试验方法,从微观角度研究轻骨料混凝土与普通混凝土粘结界面特征规律,分析了轻骨料混凝土与普通混凝土的粘结机理。研究结果表明:界面剂对粘结性能影响最大,使用不同的界面剂,粘结性能由高到低依次为膨胀剂、粉煤灰、水泥净浆,且均高于不使用界面剂的情况;粘结面粗糙度越高,粘结性能越好;轻骨料混凝土的强度等级越高,粘结性能越好;在轻骨料混凝土中加入钢纤维,可以有效提高轻骨料混凝土与普通混凝土的粘结性能,粘结强度提高约32.2%;龄期满28天后,时间对粘结强度影响不大。轻骨料混凝土中水泥石与骨料的粘结界面存在过渡区;轻骨料混凝土与普通混凝土的粘结界面同样存在过渡区,分为渗透层、反应层和渐变层,过渡区是混凝土粘结性能的薄弱区域,反应层决定轻骨料混凝土与普通混凝土的粘结性能。根据宏观试验和微观试验结果对轻骨料混凝土与普通混凝土的粘结机理进行了研究,对粘结起主要作用的是机械啮合力,分子间作用力居其次,化学作用力影响较小;提出了轻骨料混凝土与普通混凝土粘结强度的工程评估方法,得到了提高表面粗糙度、选择合适界面剂、提高混凝土本身强度、加入钢纤维、植筋等提高轻骨料混凝土与普通混凝土粘结强度的措施。