界面過(guò)渡層對(duì)混凝土性能的影響(二)

普通混凝土的力學(xué)性能之所以比其組分(骨料和水泥石)要弱，從微觀層面上說(shuō)，原因就在于界面過(guò)渡區(qū)的存在，它好比是一條鏈子中的最薄弱環(huán)節(jié)。從某種意義上說(shuō)，過(guò)渡區(qū)材相的結(jié)構(gòu)決定了混凝土的力學(xué)性能，成為混凝土力學(xué)性能發(fā)展的限制條件。界面過(guò)渡區(qū)對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響具體表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:

(1)界面過(guò)渡區(qū)對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

由于過(guò)渡區(qū)的存在，混凝土的抗壓強(qiáng)度比其兩個(gè)主要組分低得多。原因在于界面過(guò)渡區(qū)存在原始裂紋，外界并不要施加太高的壓力就能使裂紋進(jìn)一步開展，在壓應(yīng)力為極限強(qiáng)度的40%~70%范圍增加時(shí)，應(yīng)變?cè)黾颖葢?yīng)力增加明顯為快，且這種趨勢(shì)表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。當(dāng)壓應(yīng)力超過(guò)極限強(qiáng)度的70%后，隨著應(yīng)力的增加，水泥石中大孔隙周圍產(chǎn)生應(yīng)力集中，致使水泥石中開始有裂縫出現(xiàn)，隨后裂縫逐漸擴(kuò)展直至與過(guò)渡區(qū)的裂縫貫通，這一連續(xù)貫通的裂縫最終導(dǎo)致混凝土的開裂破壞。相對(duì)受壓破壞而言，混凝土受拉破壞時(shí)，裂縫擴(kuò)展更快，抗拉強(qiáng)度更低，這也正是混凝土抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低一個(gè)數(shù)量級(jí)的主要原因。

(2)界面過(guò)渡區(qū)對(duì)混凝土彈性模量(剛度)的影響

混凝土作為一種典型的復(fù)合材料，界面過(guò)渡區(qū)相當(dāng)于一個(gè)橋梁的作用，即使混凝土各組分的剛度再高，還得依靠這一橋梁來(lái)傳遞，橋梁結(jié)構(gòu)越差，則其傳遞效果也越差。界面過(guò)渡區(qū)中孔隙和裂縫的大量存在對(duì)剛度的傳遞極為不利，故混凝土彈性模量就比其組分要低。

(3)界面過(guò)渡區(qū)對(duì)混凝土耐久性的影響

界面過(guò)渡區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)混凝土的耐久性也有明顯的影響。鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件往往由于鋼筋銹蝕破壞，鋼筋銹蝕的前提條件是水分和空氣能滲入混凝土中，因此鋼筋銹蝕很大程度上受混凝土抗?jié)B透性能的影響，抗?jié)B性越差，水分和空氣滲入就越自由，銹蝕的可能性就越大。鋼筋和粗骨料接觸面處過(guò)渡區(qū)中微裂紋的存在致使其抗?jié)B性比相應(yīng)的水泥石或砂漿差，故鋼筋也更容易銹蝕。