关于混凝土结合面的受力分析

1、关于混凝土结合面的受力分析论文关键词：新旧；结合；分析论文摘要：不管是已建工程的加固、修补仍是工程新建中，常常碰到在已硬化的混凝土上或已凿除劣化、酥松部份露出坚实的混凝土基层上浇筑新混凝土或砂浆的问题。新旧混凝土的结合面是一个薄弱环节，其界面粘结强度一样都低于整浇混凝土的强度，极大地阻碍了结构的靠得住性，对其受力进行分析有着重要意义。人们对新旧混凝土结合面的粘结强度达不到相应整浇混凝土的强度的缘故还不十分清楚，需要探讨。显然，关于新旧混凝土粘结问题的全然解决需要从混凝土材料微观结构的角度说明其粘结机理，成立微观结构的分析和宏观力学性能之间的联系，将有助于咱们从本质上熟悉新旧混凝土粘结问题，从而

2、找到解决问题的途径。一、界面过渡区的组成界面区中要紧存在有csh 凝胶( 水化硅酸钙 ) 、ch 晶体ca(oh)2 、aft( 钙矾石 )和未水化的熟料颗粒及孔洞、裂痕。界面区中 ch晶体数量多而且晶体尺寸较大， 同时界面区中孔洞较多时， 对界面粘结将产生不利阻碍。二、界面过渡区形成机理在混凝土拌和进程中，在骨料表面形成一层几个微米厚的水膜，而无水水泥的散布密度在紧贴骨料处几乎为零，然后随着距离增大而增高。因此在这层水膜中能够以为大体上不存在水泥颗粒。当水泥化合物溶解于水以后，溶解的离子即扩散进入这层水膜。若是是不溶性骨料，水膜中的离子全数来自水泥熟料及石膏。但如骨料是部份可溶性的，那么骨料

3、所溶出的离子在骨料表面密度最大。由于骨料总会有部份离子析出，在靠近骨料表面处浓度最高，以后有一明显缺点处，即低离子浓度区。因此，在这层水膜内，最先形成水化产物晶核的是先扩散进入水膜的离子，对一般硅酸盐水泥即是钙矾石和氢氧钙石。水膜内水化产物晶体是在溶液中形成晶核而长大，由于膜内过饱和度不高，有充分空间让晶体生长， 故形成的水化产物晶体尺寸较大，所形成的网状结构较为疏松，以后活动性较差的铝离子、硅离子陆续进入第一批晶体所遗留的间隙中，慢慢形成csh和尺寸较小的次生钙矾石和氢氧钙石填充其间。马索上述假设中离子浓度散布曲线凹陷处可能形成大晶核及高孔隙率，是界面中的薄弱区。界面过渡区强度低，容易引发裂

4、痕，而且裂痕易于传播，从而使界面过渡区成为最薄弱的环节。由于界面过渡区的显著结构是ch晶体富集并产生取向性，晶体平均尺寸较大，孔隙尺寸和孔隙率均较大，即界面存在着大量有缺点的疏松的网络结构。尽管决定界面性质的因素很多，但 ch的取向和富集形成薄弱层界面是要紧物理化学缘故之一，它间接反映了界面层的孔结构和致密性。因此要增强界面区尤其是强化最薄弱层，排除和减小界面层与基体间的不同，必需减少ch含量，打乱其取向性，降低孔隙率。三、新旧混凝土结合面薄弱的缘故在一样的受力条件下，新旧混凝土的结合面比整浇体系中骨料与水泥石界面还要薄弱， 有以下几方面缘故： (1) 新旧混凝土接触界面存在一个类似于整浇混凝

5、土中骨料与水泥石之间的界面过渡区，而那个过渡区本来确实是一个薄弱环节。由于旧混凝土的亲水性，修补时会在旧混凝土表面形成水膜，使结合面处新混凝土的局部水灰比高于体系中的水灰比， 致使界面钙矾石和氢氧化钙晶体数量增多，形态变大，形成择优取向，降低界面强度。且由于旧混凝土的阻碍，新混凝土中的泌水和气泡积聚在旧混凝土表面，不仅使得新混凝土局部水灰比更高，而且使得气孔和微裂痕在该区富集，显著降低界面强度。这是物质结构化学方面的缘故， 是阻碍新旧混凝土结合本质的内因。(2) 界面处露出的石子、水泥石和新混凝土的界面接触与整浇混凝土中骨料与水泥浆的界面接触有不同。 咱们明白，水泥浆本身具有必然的粘结性，它要

6、紧用于包裹混凝土中的骨料，使之硬化成坚硬的水泥石。在新混凝土中的骨料通过充分搅拌、振捣被水泥浆包裹，而新旧混凝土界面处新混凝土中的骨料通过振捣可能挤压在界面处，是使骨料与界面突出的石子、水泥石形成 “点接触”，骨料堆积在旧混凝土表面， 阻塞了一部份旧混凝土表面的孔隙和凹凸不平部份，使具有粘结性的水泥浆不能完全渗入孔隙中去，形成“缺浆”现象，界面处水泥浆不能充分浸润骨料和水泥石，而新混凝土失去一部份水泥浆，如此使得粘结界面处的新混凝土中显现间隙，阻碍了新旧混凝土的粘结强度。（3）整浇混凝土中骨料体积小、多棱角、骨料表面粗糙，使水泥石可嵌固在骨料表面的凹坑中，机械咬合对宏观粘结强度起要紧作用。从微观上看，它增加了有效的真实接触面积，粘结力也会大大增加。修补材料与旧混凝土之间存在物理化学性质不同，由于冷热交替、冻融循环作用及新混凝土的收缩而在结合面处引发附加应力，诱发“先天”裂痕。从受力的角度看，在整浇混凝土中骨料体积小、多棱角、骨料表面粗糙，而且被水泥石分开，散布较“均匀”而不象新旧混凝土界面处相对集中，裂痕、缺点产生的概率较大，再加上界面比较“平坦”不能使裂痕扩散“途径”曲折，消耗能量，因此一旦从这一区域引发了裂痕，裂痕尖端处应力集中，就会致使裂痕迅速开展和传播，新旧混凝