最可能几率孔径

压汞仪实验指导书压汞仪实验指导书1. 实验⽬得:混凝⼟就是由粗⾻料、细⾻料、⽔泥⽔化颗粒、未⽔化⽔泥颗粒、孔隙与裂纹等不同组分组成得⽔泥基复合材料,就是⼀种多孔得、在各尺度上多相得⾮均质复杂体系。

孔结构对混凝⼟得渗透性与强度等宏观性能有重要影响.压汞法(mｅrcuｒy iｎtrｕtiｏｎpｏrｏsｉｍetrｙ)测孔就是研究⽔泥基复合材料孔结构参数（如孔隙率、孔径尺⼨与孔径分布）得⼀种⼴泛应⽤得⽅法，成功应⽤于许多关于硬化⽔泥浆与⽔泥砂浆体得研究，并取得了⼤量得成果,促进了混凝⼟材料科学得进步.本实验得⽬得就是了解压汞仪⼯作原理；掌握压汞仪操作;并学会分析所测孔结构数据.2压汞仪⼯作原理：通过加压使汞进⼊固体中,进⼊固体孔中得孔体积增量所需得能量等于外⼒所做得功,即等于处于相同热⼒学条件下得汞－固界⾯下得表⾯⾃由能.⽽之所以选择⽔银作为试验液体,就是根据固体界⾯⾏为得研究结论，当接触⾓⼤于90度时,固体不会被液体润湿。

同时研究得知，⽔银得接触⾓就是117度，故除⾮提供外加压⼒,否则混凝⼟不会被⽔银润湿，不会发⽣⽑细管渗透现象。

因此要把⽔银压⼊⽑细孔，必须对⽔银施加⼀定得压⼒克服⽑细孔得阻⼒.通过试验得到⼀系列压⼒p与得到相对应得⽔银浸⼊体积V,提供了孔尺⼨分布计算得基本数据，采⽤圆柱孔模型,根据压⼒与电容得变化关系计算孔体积及⽐表⾯积,依据华西堡⽅程计算孔径分布。

压汞试验得到得⽐较直接得结果就是不同孔径范围所对应得孔隙量，进⼀步计算得到总孔隙率、临界孔径(临界孔径对应于汞体积屈服得末端点压⼒.其理论基础为，材料由不同尺⼨得孔隙组成，较⼤得孔隙之间由较⼩得孔隙连通，临界孔就是能将较⼤得孔隙连通起来得各孔得最⼤孔级。

根据临界孔径得概念，该表征参数可反映孔隙得连通性与渗透路径得曲折性）、平均孔径、最可⼏孔径（即出现⼏率最⼤得孔径)及孔结构参数等。

图1 ⽑细孔中汞受⼒情况若欲使⽑细孔中得汞保持⼀平衡位置，必须使外界所施加得总压⼒P同⽑细孔中⽔银得表⾯张⼒产⽣得阻⼒Ｐ1相等，根据平衡条件,可得公式；只有当施加得外⼒P≥Ps时,⽔银才可进⼊⽑细孔，从⽽得到施加压⼒与孔径之间得关系式,即Washburn公式:3实验⽤原材料、仪器及操作步骤与注意事项：美国产PoreMastｅr—3３全⾃动压汞仪，天平，脱脂棉，镊⼦，汞,液氮，硫磺,酒精美国产PoreＭａstｅr—33全⾃动压汞仪主要技术指标：孔分布测定范围孔直径为950—0、0064微⽶；从真空到３３000psiａ可连续或步进加压。

筛分试验 第1部分：用于金属丝编织网及金属穿孔板的筛分试验方法1 范围本文件描述了影响试验筛分的主要因素和获得的结果，还规定了有关仪器、程序和结果报告应遵循的一般原则。

本文件适用于使用金属丝编织网或金属穿孔板试验筛的方法。

使用电成型试验筛的筛分试验方法见ISO 2591-2。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 5329 试验筛与筛分试验 术语（GB/T 5329—2003,ISO 2395:1990,MOD）GB/T 6003.1 试验筛 技术要求和检验 第1部分：金属丝编织网试验筛（GB/T 6003.1—2012,ISO 3310-1:2000,MOD）GB/T 6003.2 试验筛 技术要求和检验 第2部分：金属穿孔板试验筛（GB/T 6003.2—2012,ISO 3310-2:1999,MOD）GB/T 6003.3 电成型薄板试验筛（GB/T 6003.3—1999,ISO 3310-3:1990,eqv）GB/T 6005 试验筛 金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板 筛孔的基本尺寸（GB/T 6005—2008,ISO 565:1990,MOD）3 术语和定义GB/T 5329界定的术语和定义适用于本文件。

4 待筛物料概述待筛物料范围很广，从非常粗的块状（例如煤和石头）到非常细的物料（例如颜料和粘土）；它们的物理和化学性质不同。

物料特性的信息有助于判断其筛分特性，应在测试报告中注明。

影响筛分更重要的特性见4.2。

由于遇到的物料特性相当多样，所以不可能指定某种筛分试验方法适用于所有物料。

适用于某种物料的筛分方法宜满足国际标准、国家标准或处理该物料的其他规范的规定。

物理和化学特性4.2.1 密度以下各种密度的筛分试验很重要：a)振实密度，这将影响筛分的持续时间；b)松装密度，这将影响待筛物料的数量。

加工中心加工孔内径不稳定的原因说起加工中心，大家第一时间可能都会想到那些高精度、高效率的机器，感觉它们好像是“万能神”，把一块块金属给加工得又圆又整齐，简直就是完美。

但有些时候，事情可没这么简单。

比如说，孔内径这玩意儿，一不小心就会出现不稳定的情况，这让很多操作工头疼得不行。

孔径咋就不稳定了呢？你以为它是“调皮”不肯听话，其实背后隐藏着不少问题。

说得轻松点，可能是它有点小脾气，不太好伺候，得小心翼翼地照顾。

可别以为是机器出故障，咱得从多方面找找原因。

最常见的，非机器的稳定性莫属。

你想，机器一天天跑，没点“动静”咋行？别看它平时挺稳的，长时间工作下来，主轴、导轨什么的会出现磨损。

主轴的精度差了，刀具也没法发挥作用了，孔径自然也就不稳定了。

试想一下，你拿着一个有点磨损的工具去做精细活，难不成能做好？就是这么简单的道理。

所以说，机器的精度和稳定性是重中之重。

就是刀具的问题。

有的人在选择刀具时，心想着省点钱就用了个便宜货。

其实这招大有问题！刀具好不好，不仅直接影响加工效果，还关系到孔径的稳定性。

刀具磨损过快，孔径也会随之变化。

像是咱平时做菜，刀不锋利，切出来的菜块不一，做工粗糙。

加工中心的刀具也差不多，不能随便糊弄，得注意保养和选择合适的刀具。

有的朋友也许会说：“机器没问题，刀具也不错，那还能咋办？”好吧，这就得看看工件的材料了。

你要是用的不是很规矩的材料，孔内径自然也会受到影响。

比如说，材料表面不平，硬度差异大，或者有内应力，都会让孔内径出现不稳定。

简直就像你给孩子做作业，明明是他自己不认真，结果怪作业本不好，根本不是一回事。

材料问题，得提前检查，不能掉以轻心。

还有一个常被忽视的原因，那就是冷却液的使用。

你要知道，冷却液的作用可大了，它不仅能降温，还能帮助清理刀具和工件。

冷却液量不足、质量差，或者流量不均匀，都会影响加工过程，进而影响孔径的稳定性。

你可以想象一下，在炎热的夏天，空调突然坏了，自己满头大汗，哪里还能专心？冷却液的作用就好比空调，必须得到位，否则整个加工过程都像是热锅上的蚂蚁。

砼粗骨料的级配与粒径控制措施粗骨料级配骨料的级配是指各级粒径颗粒的分布情况，通常用筛分曲线来表示。

颗粒级配是骨料的重要性能指标，良好级配的骨料具有各个粒级含量合理，既不过不多也不过少，具有较低的空隙率，在混凝土工作性相同的情况下可以降低用水量和胶凝材料用量。

对于级配良好的骨料应具有以下特征：1.较低的空隙在混凝土体系中，粗骨料的空隙需要砂浆来填充，粗骨料的空隙率越小，需要填充粗骨料间空隙的砂浆也相对较少，起润滑作用的砂浆体积也越多，混凝土流动性（或坍落度）也相对较大。

当混凝土工作性相同时，具有良好级配的骨料往往具有较低的空隙率，可以降低浆体用量，使用较低胶凝材料，成本较低。

2.骨料具有适当小的比表面积混凝土拌合物中，浆体除了填充骨料间的空隙外，尚需将骨料包裹起来。

在骨料达到最大密实度的条件下，要力求减小其比表面积，改善混凝土工作性。

骨料比表面积越小，同样的浆体包裹在其表面厚度越大，摩擦力越小，混凝土拌合物流动性也越好。

能满足工程施工要求的时，应尽可能地采用最较大粒径的骨料，这样一方面可以增加级配曲线的区间，降低骨料的空隙率，又可以降低小颗粒骨料的含量，降低比表面积。

3.有适当的细颗粒含量连续级配优良的骨料应具有适当的细颗粒含量，实践中采石场生产的骨料经过装料、运输和卸料，再加上生产混凝土时上料，会使骨料大小颗粒分离重新分布失去良好的级配。

由于骨料生产者的不重视，一些号称连续级配的骨料，实际上小于10mm 的颗粒极少，几乎没有。

针对此种情况，在混凝土配合比设计前，首先应对已有的骨料级配进行复配优化，即将两种或两种以上的骨料按不同比例、对不同粒径进行混合，分别测定其容重，选用空隙率最低容重最重时的比例作为配合比设计的依据。

4.ACI302.1R对骨料的筛余建议ACI302.1R对混凝土各级骨料的筛余提供了相应的建议：最大孔径的筛子上的筛余和0.15mm筛子上筛余的推荐范围分别为0%～4%和1.5%～5%；0.6mm和0.3mm筛子上的建议筛余为8%～15%；对于最大粒径大于25mm的骨料，余下各级筛子的筛余量应在的8%～18%范围内，对于最大粒不大于25mm的骨料，如25mm或20mm，余下各级筛子的筛余量应控制在的8%～22%范围内。

压汞仪实验指导书1. 实验目的：混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化颗粒、未水化水泥颗粒、孔隙和裂纹等不同组分组成的水泥基复合材料，是一种多孔的、在各尺度上多相的非均质复杂体系。

孔结构对混凝土的渗透性和强度等宏观性能有重要影响。

压汞法（mercuryintrutionporosimetry ）测孔是研究水泥基复合材料孔结构参数(如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)的一种广泛应用的方法，成功应用于许多关于硬化水泥浆和水泥砂浆体的研究，并取得了大量的成果，促进了混凝土材料科学的进步。

本实验的目的是了解压汞仪工作原理；掌握压汞仪操作；并学会分析所测孔结构数据。

2压汞仪工作原理：通过加压使汞进入固体中，进入固体孔中的孔体积增量所需的能量等于外力所做的功，即等于处于相同热力学条件下的汞-固界面下的表面自由能。

而之所以选择水银作为试验液体，是根据固体界面行为的研究结论，当接触角大于90度时，固体不会被液体润湿。

同时研究得知，水银的接触角是117度，故除非提供外加压力，否则混凝土不会被水银润湿，不会发生毛细管渗透现象。

因此要把水银压入毛细孔，必须对水银施加一定的压力克服毛细孔的阻力。

通过试验得到一系列压力p 和得到相对应的水银浸入体积V ，提供了孔尺寸分布计算的基本数据，采用圆柱孔模型，根据压力与电容的变化关系计算孔体积及比表面积，依据华西堡方程计算孔径分布。

压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径（临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。

其理论基础为，材料由不同尺寸的孔隙组成，较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。

根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性）、平均孔径、最可几孔径(即出现几率最大的孔径)及孔结构参数等。

图1 毛细孔中汞受力情况若欲使毛细孔中的汞保持一平衡位置，必须使外界所施加的总压力P 同毛细孔中水银的表面张力产生的阻力P 1相等，根据平衡条件，可得公式; 2P 2cos s r p P r ππσθ==-22cos r p r ππσθ=-只有当施加的外力P ≥ Ps 时，水银才可进入毛细孔，从而得到施加压力和孔径之间的关系式，即Washburn 公式:3实验用原材料、仪器及操作步骤和注意事项：美国产PoreMaster-33全自动压汞仪，天平，脱脂棉，镊子，汞，液氮，硫磺，酒精 美国产PoreMaster-33全自动压汞仪主要技术指标：孔分布测定范围孔直径为微米；从真空到33000psia 可连续或步进加压。

第四章材料孔隙学的研究第四章材料孔隙学的研究4.1孔隙学基本概念----------------------------------------14.2测孔⽅法简介-------------------------------------------44.3孔结构模型----------------------------------------------54.4 孔压⼒测孔法------------------------------------------6⽔泥混凝⼟是由粗⾻料、细⾻料、⽔泥⽔化产物、未⽔化⽔泥颗粒，有利⽔和结晶⽔等液体，以及⽓孔和裂缝中的⽓体所组成的复杂胶凝材料。

其中硬化的⽔泥混凝⼟中的数量不同、⼤⼩不等的⽓孔，包括成型时残留⽓泡、⽔泥浆体中的⽑细孔和凝胶孔、接触处的孔⽳及⽔泥浆体的⼲燥收缩和温度变化⽽引起的微裂纹等，它们都是混凝⼟显微结构的重要组成部分。

⼀般认为原⽣的凝胶孔、⽑细孔及早期⾮受⼒变形所造成的微裂缝等是混凝⼟原⽣固有缺陷，⽽这些缺陷是⽔泥混凝⼟总体宏观性能⾏为的根源。

孔结构研究进展在1980年第七届国际⽔泥化学会议上，F.H.Wittmann提出了孔隙学的概念，把混凝⼟中孔结构的研究范围扩展到了孔径分布(或孔级配)以及孔的形态等⽅⾯。

Kyoji Tanakaa等选择镓(Ga)作为浸⼊液体，同时结合电⼦探针图像分析技术(EPMA)揭⽰孔的位置和形状。

M.K.Head等采⽤激光扫描共焦显微镜来研究硬化⽔泥⽯细孔结构的3D图像，光学分辨率可以达到1µm，可以观察多孔的集料界⾯、微裂纹、⽑细孔和⽓孔。

A.B.Koudriavtsev等采⽤核磁共振技术研究孔隙率和孔尺⼨分布。

此外，还有采⽤扫描电镜的背反射图像分析技术来研究孔结构。

曼德布罗特⾸先提出分形的概念，可以采⽤分形理论来研究孔结构特征。

§4.1 孔隙学基本概念⼀、混凝⼟中的孔隙●C-S-H凝胶中的层间孔隙——凝胶孔gel pores●尺⼨= 5 ～25 ?●含量：约占C-S-H凝胶的28%●对强度和抗渗性⽆害，对⼲缩和徐变有⼀定影响●⽑细孔Capillary Voids●尺⼨＞50 nm ，与⽔灰⽐有关●对强度和抗渗性有害，对⼲缩和徐变有重⼤影响●空隙Air V oids●夹杂的空⽓泡: ~ 3 mm●引⼊的空⽓泡: 50 ～200 µm●对强度和抗渗性⾮常有害硬化⽔泥浆是⼀⾮均质的多相体系，由各种⽔化产物和残存熟料所构成的固相以及存在于孔隙中的⽔和空⽓所组成，即固-液-⽓三相多孔体。

纳米改性再生骨料混凝土破坏机理研究李文贵;龙初;罗智予;黄政宇【摘要】对再生骨科混凝土(RAC)进行了裂纹演变规律和不同掺量的纳米硅溶胶、纳米碳酸钙改性试验研究.采用高速摄像仪实时观测了不同水灰比(mw/mc=0.4,0.5和0.6)和不同再生骨料替代率下再生骨料混凝土试块单轴受压加载过程中的裂纹开展信息,对不同纳米材料改性的RAC进行了扫描电镜和压汞测试,并对其界面过渡区的微观形貌和孔结构进行了对比分析.结果表明:RAC的受压破坏大多为新老界面过渡区破坏,裂纹往往最先由此处开展,具体开裂位置取决于新老砂浆的相对强度;裂纹围绕再生骨料周边逐步向四周扩展和贯通,最终导致试块纵向劈裂破坏;纳米硅溶胶能够很好地改善RAC界面过渡区微观结构,提高RAC抗压强度,而纳米碳酸钙难以进入RAC的界面过渡区,很难有效改善界面孔结构,因此未能明显提高RAC抗压强度.%The crack evolution of recycled aggregate concrete(RAC) and the performance of RAC after incorporation of different amount of nanoparticles(nanosilica sol and nanolimestone) were studied.Under uniaxial compression,the crack development of RAC specimens with different water-cement ratios(0.4,0.5 and 0.6) and aggregate replacement ratios were observed by high speed camera.Scanning electron microscopy(SEM) observation and mercury injection test were conducted for studying the microscopic morphology and pore structure of the interfacial transition zone(ITZ) of nanomodified RAC and the influences of different mass fraction of nanoparticles and different treatment processes on it were analyzed.The results indicate that the crack of RAC is usually derived from new ITZ or old ITZ(determined by the weaker one)and then itgradually extends to the surrounding area.The evolution of crack eventually leads to the longitudinal splitting failure of the RAC.Nanosilica sol could improve the microstructure of ITZ.Therefore,the strength of nanosilica sol modified RAC was enhanced.But the improvement by nanolimestone is not very significant for it can't enter the interface transition zone to fill the pore in it.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2017(020)005【总页数】8页(P685-691,786)【关键词】再生骨料混凝土;纳米材料;破坏机理;裂纹演变;界面过渡区【作者】李文贵;龙初;罗智予;黄政宇【作者单位】湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;悉尼科技大学(UTS)土木与环境工程学院,新南威尔士悉尼2007;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TU528.01再生骨料混凝土(RAC)能在很大程度上减少建筑垃圾，实现混凝土的循环利用，因此对于RAC的研究成了混凝土领域的热点.针对RAC的性能缺陷[1-2]，许多学者对影响因素及如何提高其抗压强度进行了相应研究，其中肖建庄等[3]和李佳彬等[4]研究表明，再生骨料混凝土抗压强度与再生骨料取代率、水灰比、龄期等密切相关，且取代率越低、水灰比越小，抗压强度越大.张学兵等[5]研究表明，可以通过调整水灰比、水泥强度、砂率、骨料最大粒径、级配等来提高RAC抗压强度.Poon等[6]通过对RAC界面结构特点与抗压强度关系研究，证实可通过改善界面结构来提高RAC抗压强度.在再生骨料强化方面，Ong等[7]提出了微波加热方法；Kou等[8]采用聚乙烯醇来浸泡再生骨料；Grabiec等[9]采用生物沉淀方法;Shi等[10]采用碳化处理技术；Zhang等[11]采用了表面处理技术与纳米材料处理技术.在破坏机理方面，Casuccio等[12]进行了RAC破坏机理研究;Saliba等[13]用声发射技术对混凝土裂纹演变进行了研究.本文基于上述研究结果并结合文献[14-15]中利用纳米材料对水泥基材料及超高性能混凝土改性的研究成果，对RAC 进行了纳米改性研究，并对RAC受压破坏过程中的裂纹演变规律进行了相应探索，对其破坏机理作出了分析，以期对提高RAC破坏性能的研究提供帮助.1.1 原材料水泥为南方牌42.5R普通硅酸盐水泥，砂为普通天然黄砂，拌和水为自来水.天然骨料(NA)为天然碎石，最大粒径26.5mm.再生骨料(RA)由上海某港口码头地面废弃混凝土和湖南大学某C40强度等级梁破碎加工而成，粒径为5.0～26.5mm.在砂浆搅拌过程中添加HSN萘系高效减水剂.天然骨料和再生骨料的基本性能见表1.采用纳米硅溶胶(NS)和纳米碳酸钙(NL)这2种纳米材料来提高再生骨料混凝土的力学特性，其物理性能见表2，3；同时采用天然骨料浇筑普通混凝土，用于对比纳米改性再生骨料混凝土的改性效果.1.2 试验方法按再生骨料取代率R(质量分数，本文所涉及的取代率、掺量、水灰比等除特别指明外均为质量分数或质量比)为30%和100%，水灰比mW/mC分别为0.4，0.5和0.6制备150mm×150mm×150mm再生骨料混凝土立方体试块.在试块浇筑之前，对再生骨料通过颗粒整形及二次搅拌进行强化[1,16].经28d标准养护后，将上述试块切成150mm×150mm×30mm薄片并对其进行单轴受压试验，加载过程中利用高速摄像仪实时拍摄其破坏过程，研究其中的裂纹演变规律.为了更好地体现不同水灰比之下新老砂浆强度不同时的界面过渡区(ITZ)裂纹开展情况，此处再生骨料均选自原始强度为C40的混凝土，其老砂浆强度与水灰比为0.5的新砂浆强度相当，高于水灰比为0.6的新砂浆强度而低于水灰比为0.4的新砂浆强度(前期试验已证实水灰比为0.6的普通混凝土28d抗压强度接近C30，水灰比为0.5时接近C40，水灰比为0.4时则接近C50).按水灰比为0.5，再生骨料取代率为30%分别配制再生骨料混凝土(RAC)、纳米硅溶胶改性再生骨料混凝土(NS-RAC)和纳米碳酸钙改性再生骨料混凝土(NL-RAC)试块，同时配制水灰比为0.5的普通混凝土(NAC)试块，各试块尺寸均为100mm×100mm×100mm.为了更好地体现纳米材料对再生骨料性能的改善情况，此处再生骨料均选自原始强度为C30的混凝土，因为当再生骨料原始强度较好时，纳米材料的改性效果可能不明显.制备NS-RAC试块时，纳米硅溶胶掺量分别为1%和2%；搅拌方式有2种：(1)先将纳米硅溶胶分散液与再生骨料混合，在搅拌机中搅拌60s，然后将其他材料加入一起搅拌；(2)将再生骨料、天然骨料、水泥、砂和水混合搅拌30s，再将纳米硅溶胶分散液倒入其中一起搅拌.制备NAC,RAC和NL-RAC试块时，均按搅拌方式(2)搅拌；NL-RAC试块中，纳米碳酸钙掺量分别为1%，2%，其中还按掺或不掺减水剂进行区分.分别测试上述试块3，7和28d抗压强度，并对RAC与经纳米材料改性后的RAC进行电镜扫描和压汞试验，以观测其界面过渡区形貌特征及孔结构变化情况.不同种类混凝土配合比见表4.2.1 再生骨料混凝土裂纹演变规律研究对不同水灰比(0.4，0.5和0.6)，再生骨料取代率R为30%，100%的RAC试块进行相应裂纹演变规律研究.图1～4讨论了R为100%的RAC试块在加载前后的裂纹发展情况.从高速摄像仪实时拍摄的图片来看，在不同水灰比下，R为100%的各RAC试块的破坏过程基本可分为3个阶段，但每个阶段裂纹的开展与演变又依骨料类型和新水泥砂浆强度的不同而有所差异(如图2～4中的白色圆圈所示).第Ⅰ阶段(见图2)：荷载F<30%Fmax(Fmax为峰值荷载)，此时应力较小，骨料周边微裂缝发展不明显，只有个别部位拉应力大于结合面黏结强度而开裂，但这些细微裂缝都还处于稳定状态.经过多组试验发现，这些微裂缝往往最先出现在再生骨料周边的薄弱区域，绕着骨料开展，而这些薄弱区域就是再生混凝土的界面过渡区.另外，当水灰比为0.6时，新水泥砂浆强度低于老砂浆强度，裂纹90%最先出现在ITZ的新砂浆区域，而当水灰比为0.5和0.4时，新水泥砂浆强度不比老砂浆强度低，此时裂纹最先在ITZ的老砂浆区域开展.其基本情况与文献[17]中的描述相似，即再生骨料混凝土的裂纹大都在界面过渡区的位置出现，但具体开展位置由界面过渡区的相对强度决定，也就是由新老砂浆的相对强度决定.第Ⅱ阶段(见图3)：30%Fmax<F<70%Fmax，此阶段随着应力的逐渐增大，骨料周边的裂缝逐渐产生与扩展，并且仍以再生骨料为主，此时横向裂纹开始发展，但纵向裂缝最为明显.第Ⅲ阶段(见图4)：70%Fmax<F<90%Fmax，此阶段随着应力的进一步增大，裂纹宽度和数量急剧增加，然后逐步向四周扩展并贯通，最后由于骨料与混凝土黏结作用消失而出现试块的瞬间压溃破坏.2.2 纳米改性研究图5为纳米硅溶胶和纳米碳酸钙改性RAC在不同龄期下的抗压强度分布.由图5可知，试块NS-RAC-S1～NS-RAC-S4，NL-RAC-C1和NL-RAC-C2的3，7d立方体抗压强度均比试块RAC和NAC的相应龄期抗压强度高，其7d立方体抗压强度相对RAC提高了7%至24%不等.将试块NS-RAC-S1与NS-RAC-S3，NS-RAC-S2与NS-RAC-S4的3，7d立方体抗压强度两两对比后可以发现，对于纳米硅溶胶改性RAC来说，在相同NS掺量下，搅拌方法(1)，(2)的改性效果相差无几.对于纳米碳酸钙改性RAC而言，其中试块NL-RAC-C3和NL-RAC-C4的3，7d立方体抗压强度要明显低于试块RAC.究其原因，这可能与纳米碳酸钙的分散性不好有关，由于其分散性不好易产生团聚现象，故纳米碳酸钙很难进入再生骨料的ITZ中发挥性能，所以其改性效果不理想，而减水剂在一定程度上可以分散纳米碳酸钙，所以掺减水剂试块NL-RAC-C1和NL-RAC-C2的早期强度要高于未掺减水剂试块NL-RAC-C3和NL-RAC-C4.由图5还可发现，纳米硅溶胶改性RAC的28d立方体抗压强度仍要高于RAC和NAC，相对于RAC其提高幅度为14%～21%，比其早期强度增幅略低.这说明纳米硅溶胶对提高RAC的早期强度和后期强度都有不错效果.纳米碳酸钙改性RAC则不管掺或未掺减水剂，其28d立方体抗压强度均比RAC低.尽管掺减水剂纳米碳酸钙改性RAC的28d立方体抗压强度要略高于未掺减水剂纳米碳酸钙改性RAC的28d立方体抗压强度，但差别很小.这也说明掺减水剂的纳米碳酸钙能有效改善RAC早期强度，但对提高RAC的后期强度效果并不理想.图6为NS-RAC与NL-RAC在不同龄期下的立方体抗压强度对比图.由图6可见，NS-RAC的立方体抗压强度在任何阶段都明显高于NL-RAC的立方体抗压强度；随着龄期增长，NS-RAC与未掺减水剂的NL-RAC立方体抗压强度呈较明显的增大趋势，但掺了减水剂的NL-RAC其后期强度增长明显放缓，小于其前期增长速率.通过扫描电镜观测发现(见图7，8)，相比普通RAC，纳米硅溶胶或纳米碳酸钙改性RAC的ITZ结构都变得更加致密，界面区分也不再那么明显，而且ITZ的微裂纹明显减少，特别是在纳米硅溶胶改性RAC中，老砂浆疏松的结构得到了改善，而新ITZ附近还可明显观察到水化产物.由图7，8可见，经纳米碳酸钙改性后，新ITZ中仍有明显微裂纹(见图8(b)中白色圆圈)，而同样倍数下经纳米硅溶胶改性后的新ITZ中微裂纹明显减少.微裂纹的减少和ITZ的强化是纳米硅溶胶能显著提高RAC立方体抗压强度的重要原因.界面过渡区是RAC的关键区域，它的致密程度在很大程度上决定了RAC的强度.为了研究纳米材料对RAC界面过渡区孔隙结构的改善情况，对纳米改性RAC进行了压汞测试.由于压汞样品为3.5～5.0mm尺寸均匀的小块，而普通再生骨料尺寸为5.0～26.5mm，用纳米材料处理后就更大了，因此要确保在如此小的样品中同时包含再生骨料和ITZ并不容易.为了保证所测试的孔隙率处于再生骨料周边的ITZ区域，首先对RAC进行切片与人为加工处理，以保证在3.5～5.0mm大小的样品内同时包含再生骨料和新老ITZ.然后将样品放入80℃烘箱中干燥48h.测试时低压设置为0.28MPa，高压设置为413.69MPa，测试角为140°.从测试结果(见表5)来看，经纳米材料改性后的RAC总孔隙率均较普通RAC有所减少，其中RAC，NL-RAC，NS-RAC的总孔隙率分别为12.00%，8.82%和9.06%.由表5来看，对于大于1000nm 的孔径，NS-RAC相比RAC减少了13.3%，而NL-RAC相比RAC增加了8.4%，这说明纳米硅溶胶能改善ITZ界面结构，缩小孔隙体积，而纳米碳酸钙并不具备这一优势.大于1000nm的孔径在RAC中所占比例为40.4%，较多的大孔隙使得较小尺寸的纳米硅溶胶能有效改善再生混凝土ITZ孔结构，提高其性能.图9，10分别为不同种类RAC的孔隙累积曲线以及孔径分布微分曲线.由图9可见，当孔隙直径大于1000nm时，累积百分率最多的为NL-RAC，其次是RAC与NS-RAC.在图10中，峰值代表的是最可几孔径，也就是孔径出现几率最大的孔径，其中RAC，NL-RAC，NS-RAC的最可几孔径分别为28070，188600和132.5nm，仍然说明RAC和NL-RAC的ITZ孔隙结构以大孔为主，而NS-RAC以小孔为主，显然纳米硅溶胶能有效改善ITZ孔结构，缩小孔体积.综合上述分析来看，纳米硅溶胶能较好提高RAC抗压强度的原因首先是它具备较好的分散性，能够真正进入到ITZ中发挥其纳米效应，而纳米碳酸钙粉末不行；其次，纳米硅溶胶具备一定活性，能够与混凝土中的其余物质发生化学反应，这对ITZ的孔结构具有一定的填充作用，最为明显的就是纳米硅溶胶改性RAC的ITZ孔径及体积减小，微裂纹减少，结构变得更加致密.通过对RAC，NL-RAC和NS-RAC进行吸水率测试也发现，相同条件下，NS-RAC的吸水率最小.另外，对于不同来源的RAC，相同纳米材料对其改性效果不同，这主要取决于RAC的初始强度.如有的RAC初始强度很高，老砂浆孔隙结构没那么多，那么纳米材料对其改性效果可能就不显著.相反，当RAC初始强度较低时，纳米材料对其改性的效果可能就比较好，因为这时纳米材料发挥空间较大，而当RAC初始强度既不太高又不太低时，纳米材料对其改性效果可能就较为适中.再生骨料混凝土的破坏主要表现为其中老砂浆和界面过渡区的破坏，而且初始裂纹往往最先由界面过渡区开展，然后逐步向四周扩展，最后贯通导致混凝土劈裂破坏.裂缝最先开展的具体位置与新老砂浆相对强度有关，若新砂浆强度大于老砂浆强度，则裂缝在老砂浆界面过渡区处开展；若新砂浆强度弱于老砂浆强度，则裂缝在新砂浆界面过渡区处开展.纳米硅溶胶能明显改善再生骨料混凝土界面过渡区的孔隙结构，使界面过渡区变得更加致密，因而能显著提高再生骨料混凝土的强度；纳米碳酸钙并未明显改善再生骨料混凝土界面过渡区的微观结构，因此对再生骨料混凝土的力学性能改性效果并不理想.【相关文献】[1] 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混凝土碳化本构关系与碳化深度数学模型1前言我国开展混凝土耐久性的研究较早，七五期间，我国就开展了混凝土耐久性的系统研究，取得了一定成果。

九五期间，我国开展了混凝土耐久性广泛的研究，在《混凝土结构设计规范》GB50010-2001修编时，引入了相关的章节。

十一五期间，是我国混凝土耐久性研究成果最多的时期，修编出版了《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009,编制了《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008,《混凝土结构耐久性评定标准》CECS220-2007《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T 193-2009 。

混凝土碳化破坏的影响因素较多，我国混凝土耐久性规范对混凝土均采用双控的要求，控制最低混凝土强度等级，控制最大水胶比和最小水泥用量，显然混凝土的抗碳化能力是碳化破坏的主要因素。

混凝土的碳化系数是反映其抗碳化能力的主要指标，混凝土的碳化系数与硬化混凝土的力学指标立方体抗压强度几。

有密切关系，德国在1967年提出的Smolezyk模型，是较早描述这一关系的数学模型，由于硬化混凝土的碳化系数与混凝土的强度相关性很好，建立塑性混凝土的主要指标孔隙比、水泥用量与强度的关系，就可建立与碳化系数的关系，笔者根据国内奈系混凝土的使用情况研究了混凝土强度与混凝土碳化系数的关系，本文对在一研究的情况做一介绍，希望能达到抛砖引玉的作用。

2混凝土碳化的本构关系2.1混凝土的孔结构和微观裂缝混凝土的强度、渗透性和抗碳化性能取决于混凝土的孔结构，孔结构可分为凝胶孔和毛细孔。

凝胶孔对混凝土无害，而毛细孔的最可儿孔径(出现几率最大的孔径)分布对混凝土的强度和抗渗性有比较大的影响，混凝土内部连通的孔隙和毛细孔通道，则是造成抗渗性降低的主要原因。

混凝土毛细孔则因水胶比和水化程度的差异，孔径变化较大，可分为少害孔、有害孔和多害孔。

混凝土凝结时，随水胶比减小时，混凝土的总孔隙率减小，胶凝孔含量增多，毛细孔则减少。

筛分析法测试粉体粒度及粒度分布粒度分布通常是指某一粒径或某一粒径范围的颗粒在整个粉体中占多大的比例。

它可用简单的表格、绘图和函数形式表示颗粒群粒径的分布状态。

颗粒的粒度、粒度分布及形状能显著影响粉末及其产品的性质和用途。

例如，水泥的凝结时间、强度与其细度有关，陶瓷原料和坯釉料的粒度及粒度分布影响着许多工艺性能和理化性能，磨料的粒度及粒度分布决定其质量等级等。

为了掌握生产线的工作情况和产品是否合格，在生产过程中必须按时取样并对产品进行粒度分布的检验，粉碎和分级也需要测量粒度。

粒度测定方法有多种，常用的有筛析法、沉降法、激光法、小孔通过法、吸附法等。

本实验用筛析法和沉降法，以及激光法测粉体粒度分布。

一、实验目的筛析法是最简单的也是用得最早和应用最广泛的粒度测定方法，利用筛分方法不仅可以测定粒度分布，而且通过绘制累积粒度特性曲线，还可得到累积产率50％时的平均粒度。

本实验用筛析法测粉体粒度，其实验的目的是：1、了解筛析法测粉体粒度分布的原理和方法。

2、根据筛分析数据绘制粒度累积分布曲线和频率分布曲线。

二、基本原理1、测试方法概述筛析法是让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级，分别称重，求得以质量分数表示的粒度分布。

筛析法适用于约10mm至20μm之间的粒度分布测量。

如采用电成形筛（微孔筛），其筛孔尺寸可小至5μm,甚至更小。

过去，筛孔的大小用“目”表示，其含义是每英寸（25.4mm）长度上筛孔的数目，也有用1cm长度上的孔数或1cm2筛面上的孔数表示的，还有的直接用筛孔的尺寸来表示。

筛析法常使用标准套筛，标准筛的筛制按国际标准化组织（ISO）推荐的筛孔为1mm的筛子作为基筛，以优先系数及20/3为主序列，其筛孔为()化整值）(40.110320≈，再以R20或R40/3作为辅助序列，其筛孔分别为()()4340320219.11012.110≈≈≈，或。

筛析法有干法与施法两种，测定粒度分布时，一般用干法筛分，若试样含水较多，颗粒凝聚性较强时，则应当用湿法筛分（精度比干法筛分高），特别是颗粒较细的物料，若允许与水混合时，最好使用湿法。