不同水灰比下混凝土界面过渡区细微观试验研究

作     者：赵俊翔 

作者单位：西安建筑科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾珂

授予年度：2019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：水灰比 界面过渡区 纳米压痕 细微观试验 细观力学 

摘      要：混凝土是建筑结构中最为常见的材料,主要由骨料及水泥砂浆组成,两种材料存在较大差异,在其交界处存在界面过渡区,该区域对混凝土的宏观力学性能有着显著影响。近二十年来,国内外学者开始了对界面过渡区性能的研究,但尚未得出统一的界面过渡区特性测试方法,也未能将建立起界面过渡区特性与混凝土宏观性能的联系。基于上述背景,本文将多种细微观试验方法进行结合,对不同水灰比对界面过渡区的微观形貌及细观力学性能的影响进行了研究;同时基于细微观试验得出的界面过渡区细观参数,结合宏观辅助试验,对其与混凝土宏观力学性能之间的联系进行了探究。本文的主要研究工作如下:(1)将纳米压痕、扫描电镜、X射线能谱试验等细微观试验手段进行结合,对不同水灰比下骨料-浆体界面的微观形貌及细观力学性能进行定性试验及分析,得到了不同水灰比下混凝土界面过渡区的微观结构特征与细观力学性能,研究了水灰比对界面过渡区特性的影响规律。(2)针对混凝土非均质无机非金属材料的特性且尚未存在统一试验方法的研究现状,通过对细微观试验过程中所出现的问题进行修正,提出了一种细微观试样制作的新方法及一系列关于细微观试验准备与试验过程中的改进建议,以供后续研究参考。(3)基于等效夹杂理论,进行三次等效,建立了考虑初始缺陷的混凝土等效弹性模量预测模型,通过宏观试验对其进行了验证,并在此基础上研究了混凝土界面过渡区细观参数对其宏观力学性能的影响,得出了界面过渡区内孔隙率随距骨料距离的变化规律,将界面过渡区的细观参数与混凝土宏观性能进行了初步联系。本文研究工作得出了水灰比对混凝土界面过渡区的影响规律,建立了考虑初始缺陷的理论预测模型,对从细微观角度分析混凝土材料以及结构的宏观力学性能有一定的参考作用。