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界面过渡区厚度对再生混凝土损伤性能的影响分析

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材料导报 2022年第4期36卷 118-124页

作者：徐福卫田斌徐港三峡大学水利与环境学院湖北宜昌440072 湖北文理学院土木工程与建筑学院湖北襄阳441053 三峡大学土木与建筑学院湖北宜昌440072

界面过渡区一直是混凝土和再生混凝土的薄弱点,为了进一步研究界面过渡区对再生混凝土损伤性能的影响。本文工作对再生混凝土界面过渡区厚度的计算公式进行了推导,得到了再生混凝土界面过渡区的厚度定量计算公式,并计算了再生骨料掺量为... 详细信息

界面过渡区一直是混凝土和再生混凝土的薄弱点,为了进一步研究界面过渡区对再生混凝土损伤性能的影响。本文工作对再生混凝土界面过渡区厚度的计算公式进行了推导,得到了再生混凝土界面过渡区的厚度定量计算公式,并计算了再生骨料掺量为30%(质量分数)的再生混凝土中不同粒径骨料的界面过渡区厚度。采用混凝土模型试验方法,运用有限元分析软件对普通混凝土界面过渡区厚度为0.05 mm和再生混凝土界面过渡区厚度分别为1 mm、2 mm、3 mm、4 mm的混凝土模型进行了模拟分析。结果表明,不同厚度的界面过渡区对再生混凝土损伤开裂强度影响明显,随界面过渡区厚度的增加,再生混凝土损伤开裂荷载不断降低;再生混凝土的损伤开裂都是从界面过渡区开始的,且随界面过渡区厚度增加,损伤程度增加;与普通混凝土相比,当界面过渡区厚度不超过2 mm(再生骨料替代率不超过30%)时,再生混凝土损伤开裂荷载降低不明显。

关键词：再生混凝土界面过渡区厚度损伤性能

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界面过渡区对混凝土动态力学行为影响分析

地震工程与工程振动 2015年第1期35卷 11-19页

作者：杜修力金浏北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

混凝土宏观力学行为由其细观结构形式决定。考虑细观非均质性的影响,将混凝土看作由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,其中骨料为弹性体,砂浆基质及界面过渡区的力学性能采用耦合材料应变率效应的塑性损伤本构模型来描述... 详细信息

混凝土宏观力学行为由其细观结构形式决定。考虑细观非均质性的影响,将混凝土看作由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,其中骨料为弹性体,砂浆基质及界面过渡区的力学性能采用耦合材料应变率效应的塑性损伤本构模型来描述。为探讨界面过渡区对混凝土动态力学行为的影响,对不同加载速率下双边缺口混凝土试件的拉伸力学行为、混凝土梁弯拉破坏行为及混凝土试件单轴压缩力学行为进行了数值研究。数值结果表明:当加载速率较小时,界面过渡区的力学性能对混凝土动态破坏模式和宏观力学性能有显著的影响;而当加载速率(名义应变率>50/s,如冲击载荷)很大时,混凝土动态破坏模式基本不受界面过渡区力学性能的影响。

关键词：混凝土细观尺度加载速率界面过渡区动态力学行为

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混凝土气孔结构对其强度及界面过渡区的影响

同济大学学报（自然科学版） 2014年第5期42卷 751-756页

作者：高辉张雄张永娟同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804

为便于高性能混凝土引气剂的开发和应用,采用定量体视学图像分析法,测定掺有9种引气剂的混凝土28 d气孔结构参数,运用灰色关联分析方法,研究不同范围孔径对混凝土抗压强度的影响,并采用显微硬度仪对混凝土界面过渡区进行了测试分析.结... 详细信息

为便于高性能混凝土引气剂的开发和应用,采用定量体视学图像分析法,测定掺有9种引气剂的混凝土28 d气孔结构参数,运用灰色关联分析方法,研究不同范围孔径对混凝土抗压强度的影响,并采用显微硬度仪对混凝土界面过渡区进行了测试分析.结果表明：各范围孔径与抗压强度的关联性均为负；但不同的范围孔径对混凝土28 d抗压强度的影响有所不同,混凝土总孔隙率相近条件下,增加10～200 μm范围孔径的气孔孔隙率,减少200～1 600 μm范围孔径的气孔孔隙率,使气孔的平均孔径及平均间距系数减小,混凝土的界面过渡区宽度缩短,显微硬度提高,有利于减小因引气而造成的抗压强度损失.

关键词：混凝土气孔结构抗压强度界面过渡区灰色关联

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硫铝酸盐水泥砂浆界面过渡区的改性

硅酸盐学报 2006年第4期34卷 511-515页

作者：叶正茂常钧芦令超黄世峰程新济南大学材料科学与工程学院济南250022

主要研究了硫铝酸盐水泥砂浆–集料间界面过渡区(interfacialtransitionzone,ITZ)的改性对混凝土性能的影响。细硫铝酸盐水泥颗粒被预先包裹在集料表面以降低ITZ的厚度和连通情况,提高混凝土的抗压强度和抗渗性。通过建立数学模型计算... 详细信息

主要研究了硫铝酸盐水泥砂浆–集料间界面过渡区(interfacialtransitionzone,ITZ)的改性对混凝土性能的影响。细硫铝酸盐水泥颗粒被预先包裹在集料表面以降低ITZ的厚度和连通情况,提高混凝土的抗压强度和抗渗性。通过建立数学模型计算细硫铝酸盐水泥颗粒的质量。利用扫描电镜、压汞仪等分析ITZ的结构组成。结果表明:进行集料预包裹可以降低硫铝酸盐水泥砂浆混凝土的孔隙率,提高混凝土的抗压强度和抗渗性;ITZ中的主要水化产物是水化硫铝酸钙。

关键词：界面过渡区预包裹硫铝酸盐水泥数学模型

水泥基材料界面过渡区的压汞法联合X射线断层扫描表征

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硅酸盐学报 2022年第8期50卷 2136-2144页

作者：朱逸杨日交彭宇潘文豪曾强浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司杭州310028

水泥基材料基体和骨料之间的界面过渡区是影响材料力学性能和传输性能的薄弱区域,因此解析骨料周围的界面过渡区一直是混凝土研究的重要专题。由于分辨率的限制,工业X射线断层扫描技术(XCT)通常难以解析界面过渡区的三维形貌。而当过渡... 详细信息

水泥基材料基体和骨料之间的界面过渡区是影响材料力学性能和传输性能的薄弱区域,因此解析骨料周围的界面过渡区一直是混凝土研究的重要专题。由于分辨率的限制,工业X射线断层扫描技术(XCT)通常难以解析界面过渡区的三维形貌。而当过渡区孔隙中充满汞后,由于汞的高X射线吸收系数,界面过渡区XCT图像衬度显著提升。利用这一原理,提出压汞联合XCT的可视化表征方法,以石英玻璃棒为骨料制备了连通的水泥–骨料界面过渡区样品。结果表明:压汞后残余汞滴残留在界面过渡区,对界面过渡区的表征起到了显影增强作用,解析出了界面过渡区的三维孔隙结构。为探索水泥基多孔材料基体与集料界面过渡区孔隙分布规律提供全新研究思路。

关键词：界面过渡区孔隙分布压汞 X射线断层扫描技术

矿物掺合料调控界面过渡区微结构对混凝土力学性能的影响

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硅酸盐学报 2017年第5期45卷 623-630页

作者：吴凯施惠生徐玲琳高云叶光同济大学材料科学与工程学院上海201804 东南大学材料科学与工程学院南京211189 Faculty of Civil Engineering and Geosciences TU Delft 2628 CN Delft The Netherlands

系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量,采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析,研究掺合料对基体及界面过渡区(ITZ)孔结构的作用,分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能... 详细信息

系统测试了利用石灰石粉、矿粉及不同集料体积掺量、粒径分布配制试件的抗压强度与动弹模量,采用压汞法对相应试件孔径分布特征进行对比分析,研究掺合料对基体及界面过渡区(ITZ)孔结构的作用,分析掺合料调控ITZ微结构对混凝土力学性能的影响机理。结果表明:掺加5%石灰石粉可细化样品孔结构,使总孔隙率及10 nm以上孔的含量有所降低;掺加10%石灰石粉则会提高总孔隙率和10~100 nm孔体积,但降低100 nm以上孔的含量;掺加35%矿粉虽然减少了试件的总孔隙率及10 nm以上孔的含量,但会提高10 nm以下孔的体积;在大掺量矿粉时(70%),大于10 nm的毛细孔有所减少,而小于10 nm的微孔含量显著增加;掺加5%石灰石粉或35%矿粉,试件56 d抗压强度、动弹模量略有增加,且增加幅度随集料体积掺量增加或集料平均粒径的减小而增大;混凝土力学性能的改善主要取决于100 nm以上区间即界面过渡区孔结构的优化。

关键词：界面过渡区力学性能压汞矿物掺合料微结构

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不同集料界面过渡区对氯离子传输特性的影响

东南大学学报（自然科学版） 2018年第6期48卷 1170-1176页

作者：施惠生张林涛吴凯高云张德东同济大学材料科学与工程学院上海201804 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 上海建科检验有限公司上海201108

为探究不同细集料混凝土的界面过渡区对氯离子传输性能的影响,配制了不同集料体积掺量的天然细集料混凝土、钢渣细集料混凝土和再生细集料混凝土,采用背散射(BSE)图像定量分析、XRD物相分析、氯离子迁移系数测试方法和模拟孔溶液测试方... 详细信息

为探究不同细集料混凝土的界面过渡区对氯离子传输性能的影响,配制了不同集料体积掺量的天然细集料混凝土、钢渣细集料混凝土和再生细集料混凝土,采用背散射(BSE)图像定量分析、XRD物相分析、氯离子迁移系数测试方法和模拟孔溶液测试方法,研究钢渣细集料和再生细集料配制混凝土界面过渡区的微结构特点及其对混凝土性能的影响机制.结果表明,钢渣集料具备水化活性,其水化产物连接集料与水泥基体,导致钢渣细集料混凝土界面过渡区孔隙率低于天然集料混凝土和再生集料混凝土,因此钢渣细集料混凝土氯离子迁移系数较低.再生细集料混凝土中界面过渡区更为疏松多孔,且存在多种界面过渡区,导致再生细集料混凝土氯离子迁移系数远高于其他2种细集料混凝土.

关键词：细集料界面过渡区孔隙结构氯离子迁移系数背散射图像分析

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加速碳化条件下界面过渡区的纳米力学性能

东南大学学报（自然科学版） 2016年第1期46卷 146-151页

作者：沈奇真潘钢华占华刚李焦东南大学材料科学与工程学院南京211189 东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189

为了研究界面过渡区(ITZ)对碳化速率的影响,采用纳米压痕技术研究了不同水胶比试件碳化前后界面过渡区的纳米力学性能演化规律.结果表明,当水胶比λ=0.53和0.35时,试件界面过渡区的平均弹性模量分别由碳化前的29.08和33.21 GPa增加到碳... 详细信息

为了研究界面过渡区(ITZ)对碳化速率的影响,采用纳米压痕技术研究了不同水胶比试件碳化前后界面过渡区的纳米力学性能演化规律.结果表明,当水胶比λ=0.53和0.35时,试件界面过渡区的平均弹性模量分别由碳化前的29.08和33.21 GPa增加到碳化后的43.72和41.74 GPa,而当λ=0.23时试件碳化后界面过渡区的平均弹性模量则有所降低.同时,各试件界面过渡区的平均硬度在碳化后均有所增大,界面过渡区的尺寸则有所减小.因此,在加速碳化条件下,不同水胶比试件界面过渡区的纳米力学性能存在较大差异,且当λ=0.53时碳化对界面过渡区纳米力学性能的影响最显著.

关键词：水泥基材料界面过渡区碳化纳米力学性能

纳米二氧化硅对混凝土界面过渡区的改性机制及其多尺度模型

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硅酸盐学报 2018年第8期46卷 1053-1058页

作者：徐晶王先志同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室

从宏观和微观尺度上研究了纳米SiO2改性对早龄期混凝土中界面过渡区（ITZ）力学行为的影响。测试了混凝土的强度及弹性模量,采用纳米压痕技术并结合统计手段对ITZ进行了表征。同时,从2个尺度层面分别建立了模型进行分析。结果表明：纳米... 详细信息

从宏观和微观尺度上研究了纳米SiO2改性对早龄期混凝土中界面过渡区（ITZ）力学行为的影响。测试了混凝土的强度及弹性模量,采用纳米压痕技术并结合统计手段对ITZ进行了表征。同时,从2个尺度层面分别建立了模型进行分析。结果表明：纳米SiO2的掺入有效提高了早龄期混凝土的综合力学性能,并主要提高了ITZ的力学性能,使ITZ与浆体本体的模量比从50%提升到80%。纳米SiO2改性机制以加速水化反应为主,在早期生成大量水化产物,尤其是低密度水化硅酸钙凝胶,进而填充微孔,改善ITZ的微观组织结构。

关键词：混凝土界面过渡区纳米二氧化硅纳米压痕