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無收縮灌漿料過渡區存在強度差的主要原因是存在微裂縫,其數量取決于骨料的尺寸和級配、42.5水泥用量、水膠比、新拌加固灌漿料搗實程度、養護條件、環境濕度以及加固灌漿料的溫度發展情況。
在早期,特別是發生大量內泌水時,界面過渡區中孔隙的體積和尺寸比水泥漿或砂漿本體的要大。結晶化合物如氫氧化鈣和鈣礬石,其尺寸和數量在界面過渡區中也較大,導致加固灌漿料中過渡區的強度低于水泥漿本體。
從加固灌漿料的微觀結構層面上來看,骨料和水泥石的界面是一個具有一定厚度的層。這個層的結構和性質與水泥是有較大的區別。從骨料表面到水泥石,有一個小于100um的過渡層。過渡層水膠比從骨料到水泥是逐漸減小,直至與水泥石相同。水膠比的不同導致了結晶體水化產物分布的不均勻,尺寸也不一樣。近骨料表面,Ca六萬晶體變大且以層狀平行于骨料表面生長,其取向程度隨骨料表面的距離而下降,鈣礬石結晶顆粒多而大,孔隙率大,C-S-H凝膠比。
從宏觀結構來看界面,加固灌漿料由于骨料和水泥石的彈性模量和熱膨脹系數不同,當加固灌漿料受力或溫度、濕度發生變化時,由于水泥石和骨料的變形不同,從而使骨料和水泥石界面產生裂縫,使加固灌漿料的破壞常常首先發生在界面。
普通加固灌漿料中,加固灌漿料澆筑壓實后,大顆粒骨料周圍形成水膜,特別在發生大量泌水時,在粗骨料下方形成水囊。隨后,水泥水化生產鈣礬石和氫氧化鈣晶體,由于粗骨料表面水膠比較大,因此這些靠近粗骨料的結晶產物為較粗大的晶體,形成比水泥漿或砂漿更多孔隙的結構。
另外,使用級配不好的骨料來配制加固灌漿料,再搗實時易離析。從亞微觀結構層面看界面層,可以清楚地看到,骨料下易形成水囊,在相同條件下,骨料粒徑越大,水膜越厚。在這種情況下形成的過渡區因骨料和水泥漿體變形出現差異,加固灌漿料就容易發生開裂。也就是說,加固灌漿料在受到荷載之前,過渡區就已經有微裂紋存在。
過渡區的特征也同樣影響加固灌漿料的耐久性,預應力加固灌漿料和鋼筋加固灌漿料一般因為鋼筋銹蝕而破壞,鋼筋銹蝕的速率在很大程度上受加固灌漿料滲透性的影響。在鋼筋和粗骨料的界面,過渡區微裂縫的存在是加固灌漿料比水泥凈漿或砂漿滲透性更大的主要原因。因此,過渡區成為加固灌漿料的一個薄弱環節,要提高加固灌漿料的性能,改善界面的微結構也是一項重要的措施。 |
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