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          水泥路面起砂處理新老混凝土界面粘結宏觀機理和微觀機理

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          人氣:-發表時間:2015-01-21 16:23【

            水泥路面起砂處理可以將新老混凝土粘結機理研究轉變為強度薄弱過渡區粘結機理研究,下面從宏觀和微觀兩個方面來分析:
            1.新老混凝土界面粘結宏觀機理
            水泥路面起砂處理宏觀上,新老混凝土界面粘結強度依靠以下兩部分粘結力:
            (1)老混凝土表面粗骨料與新鋪混凝土中水泥漿的粘結。在沒有其他雜物的情況下,老混凝土粘結表面凸出的粗骨料和新鋪混凝土水泥漿之間的粘結力與新鋪混凝土粗骨料和水泥漿的粘結力基本相同。因此,只要新鋪混凝土配合比合適,老混凝土表面粗骨料潔凈,這種粘結強度就能達到新鋪混凝土強度。
            (2)老混凝上表面水泥石與新鋪混凝土中水泥漿的粘結。由于上下層新老混凝土存在收縮應變差,老混凝土表面水泥石與新鋪棍凝土水泥漿的粘結力,低于新鋪混凝土中水泥漿的強度。另外,老混凝土表面水泥石上有很多微空隙(包括較大的氣泡空隙、毛細孔隙和各種裂縫),大部分空隙非常小,新鋪混凝土水泥漿中的水泥顆粒無法進入,造成了這些空隙集中出現在粘結面上,降低了老棍凝上表面水泥石與新鋪混凝土中水泥漿的粘結力。
            2.新老混凝土界面粘結微觀機理
            水泥路面起砂處理微觀上講,在水泥混凝土中,由于水泥的化學膠凝作用,沙、石被膠結成一體,形成了水泥混凝土。在新老混凝土粘結面強度薄弱過度區內,老混凝土表面水泥水化過程已經基本完成,表面己經失去活性,新老混凝土的粘結主要依靠新鋪混凝土中的水泥漿來實現與老混凝土粘結。新老混凝上之間的粘結力由機械嚙合力(新老混凝土晶體互相交互抱和形成)和范德華力(分子間引力)而構成。
            但是,這種粘結連接作用力較弱,因此新老混凝土粘結面呈疊層結構。通過掃描電鏡發現,老混凝土界面確有一疏松多孔的“薄弱過渡層”,對粘結強度起決定性作用。該過渡層從老混凝土界面開始,深入新混凝土之中。
            此外老混凝土具有親水性,修補時其表面形成一層水膜,這層水膜降低了新老混凝土粘結力。新鋪混凝土澆筑到老混凝土表面后,在老混凝土表面首先形成幾微米厚的水膜,水泥粒子的分布密度在緊貼老混凝土表面處幾乎為零,離表面距離越遠,其分布密度也增大,水泥水化釋放出的各種離子依活性高低先后進入界面水膜區域。普通硅酸鹽水泥最先形成水泥水化產物晶核Ca(OH)2和AFt,由于擴散到水膜內離子濃度較低,相應過飽和度不高,故晶體生長速度大于成核速度,且有充分的空間讓晶體生長,故在此區域內,水化產物晶體粗大,網絡結構較為疏松,導致大尺寸鈣釩石和氫氧化鈣品體數量顯著增加,粘結力降低。水泥路面起砂處理疏松多孔薄弱過渡層使新老混凝上晶體接觸面積減小,機械嚙合力和范德華力都降低,因此界面粘結強度較低。
            顯然,如能增加老混凝土表面粗糙度,則新老混凝上晶體接觸面積就會增大,新老混凝土間機械嚙合力和范德華力就會增大,粘結強度就會提高。同樣,如果使用界面劑減少薄弱過渡層內粗大晶體含量,則過渡層內晶體接觸面積也會增大,品體間機械嚙合力和范德華力也會增大,從而提高粘結強度;另外,界面劑能夠浸入老混凝土微裂縫和微孔隙中,增大界面粘結面積,提高界面機械嚙合力,也能增大界面粘結強度。

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