济宁高强灌浆料——水化产物硬化体与骨料界面过渡区的微结构变化

　　普通加固灌浆料中，加固灌浆料浇筑压实后，大颗粒骨料周围形成水膜，特别在发生大量泌水时，在粗骨料下方形成水囊。随后，水泥水化生产钙矾石和氢氧化钙晶体，由于粗骨料表面水胶比较大，因此这些靠近粗骨料的结晶产物为较粗大的晶体，形成比水泥浆或砂浆更多孔隙的结构。

　　从加固灌浆料的微观结构层面上来看，骨料和水泥石的界面是一个具有一定厚度的层。这个层的结构和性质与水泥是有较大的区别。从骨料表面到水泥石，有一个小于100um的过渡层。过渡层水胶比从骨料到水泥是逐渐减小，直至与水泥石相同。水胶比的不同导致了结晶体水化产物分布的不均匀，尺寸也不一样。近骨料表面，Ca六万晶体变大且以层状平行于骨料表面生长，其取向程度随骨料表面的距离而下降，钙矾石结晶颗粒多而大，孔隙率大，C-S-H凝胶比。

　　在早期，特别是发生大量内泌水时，界面过渡区中孔隙的体积和尺寸比水泥浆或砂浆本体的要大。结晶化合物如氢氧化钙和钙矾石，其尺寸和数量在界面过渡区中也较大，导致加固灌浆料中过渡区的强度低于水泥浆本体。

　　加固灌浆料过渡区存在强度差的主要原因是存在微裂缝，其数量取决于骨料的尺寸和级配、水泥用量、水胶比、新拌加固灌浆料捣实程度、养护条件、环境湿度以及加固灌浆料的温度发展情况。

　　从宏观结构来看界面，加固灌浆料由于骨料和水泥石的弹性模量和热膨胀系数不同，当加固灌浆料受力或温度、湿度发生变化时，由于水泥石和骨料的变形不同，从而使骨料和水泥石界面产生裂缝，使加固灌浆料的破坏常常首先发生在界面。

　　另外，使用级配不好的骨料来配制加固灌浆料，再捣实时易离析。从亚微观结构层面看界面层，可以清楚地看到，骨料下易形成水囊，在相同条件下，骨料粒径越大，水膜越厚。在这种情况下形成的过渡区因骨料和水泥浆体变形出现差异，加固灌浆料就容易发生开裂。也就是说，加固灌浆料在受到荷载之前，过渡区就已经有微裂纹存在。

　　过渡区的特征也同样影响加固灌浆料的耐久性，预应力加固灌浆料和钢筋加固灌浆料一般因为钢筋锈蚀而破坏，钢筋锈蚀的速率在很大程度上受加固灌浆料渗透性的影响。在钢筋和粗骨料的界面，过渡区微裂缝的存在是加固灌浆料比水泥净浆或砂浆渗透性更大的主要原因。因此，过渡区成为加固灌浆料的一个薄弱环节，要提高加固灌浆料的性能，改善界面的微结构也是一项重要的措施。

　　更新日期:2012-8-10