混凝土界面過渡區微-細觀結構識別及形成機制研究進展

申艷軍，張 歡，潘 佳，羅 滔，張凱峰，王 旭，郝建帥

(1.西安科技大學地質與環境學院，西安 710054；2.西安科技大學煤炭綠色開采地質研究院，西安 710065；3.西安科技大學建筑與土木工程學院，西安 710054；4.西京學院陜西省混凝土結構安全與耐久性重點實驗室，西安 710123；5.中建西部建設北方有限公司，西安 710065)

0 引 言

混凝土因水泥漿體與集料各自材料特性的差異，導致混凝土集料-漿體接觸區產生典型“界面效應”，而該接觸區主要呈現帶狀分布，其相關物理力學性能低于水泥漿體與集料本體，稱之為界面過渡區(ITZ)[1-4]，其具有如下典型結構特征[5-8]：(1)水灰比高；(2)孔隙率大；(3)CaO/SiO2大；(4)Ca(OH)2晶體呈現定向生長；(5)表面附近Ca(OH)2晶體和AFt富集，結晶顆粒尺寸大。故一般認為ITZ為混凝土的力學薄弱區域，極易在外界條件下引起界面損傷脫粘，進而影響混凝土強度、剛度和耐久性。

1956年，Farran[9]首次發現混凝土ITZ的礦物組成與微觀結構均不同于水泥基體。據相關研究成果表明[10-19]，ITZ的厚度一般為15～120 μm，屬于典型的微-細觀范疇；而如何采用科學的微-細觀識別技術，精確把握混凝土ITZ微-細觀結構及發育狀況，是開展混凝土ITZ性能提升的基礎性條件。目前，國內外學者據此進行了諸多代表性研究工作。關于ITZ形貌特征的定性描述方面，高倍度掃描電鏡(SEM)技術，使混凝土的微觀結構及ITZ構成的物相的研究得到很大的進展。通過該技術可以對孔隙、CH晶體、AFt晶體以及C-S-H凝膠等進行研究。Barnes等[20-21]采用SEM研究了ITZ的孔隙結構特征。Zampini等[22]采用ESEM分析了組成材料、齡期等因素對混凝土ITZ形貌產生的影響。……