1、關于混凝土的微觀結構第一張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月混凝土的微觀結構2.1定義2.2重要性2.3復雜性2.4骨料相的微結構2.5水化水泥漿體的微結構2.6混凝土中的過渡區(qū)第二張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1定義微結構：是指宏觀結構中用顯微鏡放大才可見的部分。所謂宏觀結構一般是指用肉眼可見的、粗大的微結構;肉眼不可見的界限大約在1mm的五分之一。一個固體各個相的類型、數(shù)量、尺寸、形狀及其分布即構成了該固體的微結構。第三張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2重要性材料領域的進步首先在于可以從內部的微觀結構認識到其性能由來的機理。換句話說，性能可以通過使材料微結構適

2、當?shù)刈兓玫礁倪M。雖然混凝土是應用最為廣泛的結構材料，但它的微結構是不均質且高度復雜的。所以研究它的微結構至關重要。第四張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.3復雜性從微觀水平上看，混凝土微結構的復雜性顯而易見。其微結構中的兩相既不是彼此均勻分布的，微結構本身也不是勻質的?；炷廖⒔Y構的獨特之處：1.粗骨料顆粒附近的小范圍存在界面過渡區(qū)（顆粒周邊呈10-50um厚度的薄殼）2.三相中的每一個相本身也是多相的。3.混凝土的微結構不是材料固有的特性（因為水泥漿和過渡區(qū)是隨時間、環(huán)境溫度與濕度而變化的）第五張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.4骨料相的微結構骨料相主要影響混凝土的單位質

3、量、彈性模量和尺寸穩(wěn)定性?；炷恋倪@些性質在很大程度上取決于骨料的表觀密度和強度，而骨料的物理特性要比化學特性對其更具有決定性?？紫堵屎痛止橇系男螤詈蜆嬙煲矔绊懟炷恋男阅堋Ｓ捎诒然炷疗渌麅上嗟膹姸雀?，骨料相通常不直接影響普通混凝土的強度，除非是多孔和軟弱顆粒。第六張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5水化水泥漿體的微結構水化水泥漿體在這里的含義是指由波特蘭水泥（以下稱硅酸鹽水泥）制備的漿體。硅酸鹽水泥是一種灰色粉末，呈多棱角顆粒，粒徑約為15um。它通過粉磨熟料和少量硫酸鈣得到，熟料是由氧化鈣和硅、鋁、鐵的氧化物經高溫反應產生的幾種化合

4、物非勻質的混合物而生產出的。熟料基本組成大約對應為C3S、C2S、C3A和C4AF。第八張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5水化水泥漿體的微結構鈣礬石的形成：在水泥水化的幾分鐘里，鈣、硫酸鹽、鋁酸鹽與氫氧根反應的結果，是針狀結晶的硫鋁酸鈣水化物，即“鈣礬石”就開始出現(xiàn)。幾小時后，大的棱柱狀氫氧化鈣結晶和細小纖維狀的硅酸鈣水化物，開始填充先前由水和未溶解水泥顆粒占據的空間。幾天后，“鈣礬石”可能會不穩(wěn)定并分解為單硫型的硫酸鹽水化物，形貌為六角形片狀。六角形片狀也是鋁酸鈣水化物的形貌，它在硫酸鹽不足或高鋁的硅酸鹽水泥中形成。第九張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共十九

5、頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.1水化水泥漿體的固相水化硅酸鈣（C-S-H可占50%60%的體積，是決定漿體性能的主要相。）氫氧化鈣（具有確定比例的化合物，它形成六角棱狀的大晶體，形貌各式各樣。）硫鋁酸鈣水化物未水化的水泥顆粒第十一張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.2水化水泥漿體里的孔C-S-H中的層間孔（這些微孔中的水分會被氫鍵所保持，在一定條件下會失去并產生干縮和徐變）毛細孔（它代表沒有被水化水泥漿體的固相產物所填充的空間。毛細孔的體積和尺寸由新拌水泥漿中未水化水泥顆粒的間距即水灰比，以及水泥水化的程度所決定。）氣孔（毛細孔的形狀是無規(guī)則的，氣孔則一般呈球形?；炷涟韬线^程中

6、水泥漿體里通常會帶入少量空氣。）第十二張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.3水化水泥漿體中的水分毛細孔水（存在于5nm以上孔隙里的水）吸附水（靠近固相表面的水）層間水（這是一種與C-S-H結構相關聯(lián)的水，在C-S-H的層與層之間，一個單分子水層牢固地被氫鍵所鍵合）化學結合水（這種水是構成各種水泥水化產物微結構的一部分）第十三張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.4水化水泥漿體中的微結構-性能關系硬化混凝土的工程特性強度、尺寸穩(wěn)定性與耐久性，不僅受配合比影響，還受水化水泥漿體的性質影響，而它又取決于微結構的特征（固相和孔的類型、數(shù)量及分布）1.強度水化水泥漿體固相產物強度，

7、主要來源于范德華力的存在。兩固相表面間的黏附力來自這種物理作用。（孔隙會對強度產生危害）第十四張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.4水化水泥漿體中的微結構-性能關系2.尺寸穩(wěn)定性保水的水化水泥漿體在尺寸上是不穩(wěn)定的，當然只要保持相對濕度在100%，實際上沒有發(fā)生尺寸變化。3.耐久性水化了的水泥漿體是堿性的，因此暴露于酸性水中時對材料是有害的。在這類條件下，不透水性或成水密性就成為決定耐久性的首要因素。第十五張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.6混凝土中的過渡區(qū)粗骨料顆粒和水化水泥漿體之間存在著過渡區(qū)，雖然它的組成和水化水泥漿體相同，但其微結構與性能不同于水泥漿體。過渡區(qū)的發(fā)展順序：首先，新壓實的混凝土中，大顆粒骨料周圍形成水膜。隨后，水泥漿體本體中，鈣、硫酸根、氫氧根以及鋁酸根離子，結合生成鈣礬石和氫氧化鈣。由于水灰比比較大，這些靠近粗骨料的結晶產物為較粗大的晶體，因此形成比水泥漿或砂漿本體更多孔隙的構架；板狀的氫氧化鈣晶體趨向形成定向層。第十六張，PPT共十九頁，創(chuàng)作于2022年6月2.6混凝土中的過渡區(qū)最后，隨著水化的進展，結晶不良的C-S-H和次生的鈣礬石、氫氧化鈣晶體開始填充在大鈣礬石和氫氧化鈣晶體構架之間的孔隙里，這有助于提高過渡區(qū)的密實度。強度-水化產物和骨料顆粒之間的黏結力也是范德瓦爾茲引力，過渡區(qū)中任意一點