新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究

硅 酸 盐 通 扌艮

Vol. 39 No. 12December,20202020 年 12 月 BLLLET1N OF THE CH1NESE CERAM1C SOC1ETY

新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究孟繁强，薛善彬，张 鹏，王俊洁，高世壮(青岛理工大学土木工程学院，青岛266033)摘要:在荷载和环境因素作用下,混凝土结构产生不同程度的劣化°为了保证结构的安全性和耐久性,需要对损伤 水泥基材料进行修复°基体的含水饱和度、界面粗糙度、修补砂浆的水灰比以及试件的养护条件都会影响修补砂 浆与基体间的粘结强度°选取四种含水饱和度(0%、30%、70% ,100% )的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和

0. 6的新砂浆,试件密封养护28 d,剪切试验结果表明：当新砂浆水灰比为0.6,旧砂浆含水饱和度按照70%、30%、 100%、0%的顺序变化时，界面的剪切强度逐渐减小；当新砂浆水灰比为0.4，旧砂浆含水饱和度按照30%、0%、

70%、100%的顺序变化时，界面的剪切强度逐渐减小°同时发现，新砂浆水灰比为0.4时的界面剪切强度普遍大

于水灰比为0.6的数值°通过切槽法改变旧砂浆的界面粗糙度，然后浇筑水灰比为0.6的新砂浆,试件标准养护° 剪切试验结果表明：当旧砂浆界面粗糙时，界面间的剪切强度是旧砂浆光滑时的1.26倍°选取两种含水饱和度

(0%、100%)的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.4和0.6的新砂浆，分别进行标准养护和密封养护，剪切试验结 果表明:在旧砂浆含水饱和度和新砂浆水灰比相同的情况下，标准养护下的界面剪切强度明显大于密封养护下的

界面剪切强度°关键词:水泥砂浆；粘结强度；含水饱和度；粗糙度；密封养护；剪切试验中图分类号:TU528 文献标识码：A 文章编号：1001-1625(2020)12-3791_08Experimental Study on Interfacial Bonding Property of

New and Old Cement MortarMENG Fanqiang, XUE Shanbin, ZHANG Peng, WANG Junjie, GAO Shizhuang(School of Civil Engineering, Qingdao Lniversity of Technology, Qingdao 266033 , China)Abstract: Under the load and environmental factors, concrete structures suffer from varying degrees of deterioration. 1n

order to ensure the safety and durability of the structures, it is necessary to repair the damaged cement-based materials. The bonding strength between repair mortar and matrix was influenced by the moisture state of old mortar, the roughness of interface, the water cement ratio of repaired mortar and the curing condition. Old mortars with different moisture states

( 0% , 30% , 70% and 100% ) were selected as the matrix and then new mortars with water cement ratio of 0. 4 and 0. 6

were poured. The composite specimens were cured in sealing condition for 28 d. The shear test results show that when the water cement ratio of new mortar is 0. 6 and the moisture states of old mortar change in the order of 70% , 30% , 100% ,

0% , the shear strength gradually decreases. When the water cement ratio of new mortar is 0. 4 and the moisture states of old mortar change in the order of 30% , 0% , 70% , 100% , the shear strength gradually decreases. Moreover, when the

water cement ratio of new mortar is 0. 4, the interfacial shear strength is generally greater than that when the water cement ratio of new mortar is 0. 6. The interfacial roughness was changed by grooving method, and then the new mortar with water cement ratio of 0. 6 was poured. The composite specimens were cured in standard condition. The shear test results show

that when the interface is rough, the shear strength is 1 . 26 times of that when the old mortar is smooth. Old mortars with

different moisture states (0% and 100% ) were selected as the matrix and then new mortars with water cement ratio of 0. 4

and 0. 6 were poured. The specimens were cured in sealing and standard condition respectively. The experimental results show that when the moisture states of old mortar and water cement ratio of new mortar are the same, the shear strength in基金项目：国家自然科学基金(51922052,51778309,L1706222)；山东省自然科学基金(ZR2018JL018)作者简介：孟繁强(1995—)，男，硕士研究生°主要从事混凝土耐久性研究° E-mail：********************** 通讯作者：张 鹏，博士，教授° E-mail：***************3792 水泥混凝土硅酸盐通报第39卷standard condition is obviously higher than that in sealing condition.Key words: cement mortar ； bonding strength ； moisture state ； roughness ； sealing curing ； shear test

0引言水泥基材料被广泛应用于土木工程领域，是用量最大的建筑材料之一。在荷载、温度等外部因素的反复

作用下，水泥基材料产生表面剥落、内部开裂等劣化问题，严重影响结构安全和耐久性。据统计［1］,目前我

国大约有50%的建筑进入老化阶段，大批建筑物面临补强加固问题。在受损水泥基材料表面涂抹修补砂浆

是常见的补强加固措施，基体与修补砂浆间的粘结性能直接决定了修复质量和结构安全性，新旧砂浆间的粘

结性能受到基体含水饱和度、界面粗糙度、后期养护条件等诸多因素的影响。因而需针对新旧砂浆界面粘结

性能的影响因素开展系统研究。国内外学者针对不同因素作用下新旧水泥基材料粘结性能的变化规律开展了一定研究,但尚未形成统

一认识。如基体含水饱和度对粘结强度的影响一直存在争议:一部分学者认为干燥的基体能够从修补材料

中吸收水分，促使修补材料中的水泥颗粒向界面区迁移,达到理想的粘结效果［2-4］;另一部分学者则认为基

体饱水能阻止修补材料中的水分流失，保障修补材料充分水化，产生更致密的界面结构［5-6］；此外，还有试验

结果表明，当基体的含水饱和度控制在50% ~90%的范围内时，界面粘结强度最大［7-8］。Cleland等⑼通过

改变环境条件制备了四种含水饱和度的混凝土基体，第一种为混凝土在实验室环境下放置2~3个月，第二

种为基体泡水48 h后在实验室中放置4 h,第三种为利用105 C烘干混凝土，第四种为基体泡水48 h,养护

完成后测试界面的抗拉强度，试验结果表明，基体含水饱和度为第一和第二种情况时界面抗拉强度相似,基

体为第三和第四种情况时界面的抗拉强度较低。Courard等［10］通过将混凝土基体放置在不同湿度环境下得 到不同含水饱和度的混凝土基体,经进一步力学性能测试发现，当混凝土饱和度在50% ~90%时，混凝土与

修复材料间的抗拉强度最大。界面的粗糙度同样影响新旧混凝土间的粘结强度。界面粗糙度的处理方法有井槽法、人工凿毛法、机械 刷毛法等［11-12］。井槽法通过控制切槽的深度、宽度和切槽间隔量化旧混凝土的粗糙度,Diab等［13］通过试验

发现当旧混凝土界面切割宽6 mm、深6 mm的凹槽时，复合试件斜剪强度最大,机械钢丝刷刷毛其次，手动

钢丝刷刷毛最小。张明杰［14］研究了界面人工凿毛、井槽法和表面抛毛对新旧混凝土劈裂抗拉强度的影响, 发现与表面抛毛相比，人工凿毛、井槽法处理的新旧混凝土劈裂抗拉强度分别提高了 11%和15%。韩菊红

等［15］采用沟槽法对新旧混凝土粘结面进行粗糙度处理，此法是用人工或机械在旧混凝土面上按一定深度间 隔切槽，张雷顺等［16］使用切槽法对旧混凝土界面进行切槽处理与抗剪试验，结果均表明切槽法能较好地提

高粘结面的抗剪强度。此外，养护条件同样影响新旧砂浆界面的粘结强度。在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发 会产生较大的收缩变形，出现干缩裂纹，所以要进行适当的养护,这样有利于提高新旧混凝土的粘结质量。

周健等［17］制备了含水饱和度为99%和14.4%的混凝土基体试块,浇筑新砂浆密封养护,结果表明,当旧混

凝土含水饱和度由14.4%提高至99%时，新旧混凝土间的抗拉强度提高。Courard等［10］通过将混凝土基体

放置在不同的湿度环境下得到含水饱和度为32% ~100%的混凝土基体，浇筑修补砂浆后放置在20 C、湿

度65%的条件下进行养护,试验结果表明：当混凝土饱和度在50% ~90%时，混凝土与修复材料间的拉拔强

度值最大;当混凝土饱和度低于50%时，粘结强度较小。对比以上文献发现，不同的养护条件为修复材料水

化过程提供的水分含量不同，新旧混凝土之间的粘结强度也会有差异。通过对以上文献的总结后发现,控制基体含水饱和度的方式一般分为四种:Saturated surface wet（基体饱

水界面含水）‘Saturated surface dry （基体饱水界面干燥）A Laboratory dry （实验室干燥）和Oven dry （烘箱烘

干）［2,3,9］,这四种方法通过基体泡水和干燥的时间来控制基体含水饱和度，内部具体含水量不能确定且内部

水分分布不均匀，这将影响基体与修复材料间水分的交换，导致界面的粘结强度有较大的离散性。此外，基

体和修复材料不同时，基体的含水饱和度对界面粘结性能的影响规律也存在争议。旧砂浆界面的粗糙度、修

补砂浆的水灰比以及复合试件的养护条件对界面粘结性能的影响机理研究较少。针对以上问题，本文通过

质量动态监测的方法使旧砂浆基体达到确定的含水饱和度，将旧砂浆密封静置60 d使内部水分扩散较为均

第12期孟繁强等:新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究3793匀,得到了有利于新旧砂浆粘结的较优含水饱和度。通过切槽法改变旧砂浆界面粗糙度、改变修补砂浆水灰

比及新旧砂浆复合试件的养护条件，研究了这些因素对界面粘结性能的影响规律，为实际的修复工程提出合

理的建议。1实验1.1原材料及配合比胶凝材料选用山水集团P・0 42. 5R普通硅酸盐水泥(C),细骨料为最大粒径为5 mm的青岛河砂(S),

水为普通自来水(W),减水剂选用江苏苏博特新材料股份有限公司生产的聚羧酸系高效减水剂(SP)°旧砂

浆水灰比(rW/C)为0.6,配合比见表1,制造尺寸为70.7 mmX70.7 mmX70.7 mm,室温养护1 d后拆模并置

于温度(20 ±2)兀、湿度M95%的养护室中养护60 d,旧砂浆养护完成后用切割机沿非成型面平均切成两

块,尺寸为70.7 mmX70.7 mmX35.35 mm°新砂浆水灰比有0.6和0.4两种，配合比见表1°表1砂浆配合比Table 1 Mix proportion of mortarrW/CMass/kgCS1 3501 350W300225SP一0. 60. 45005622. 811.2旧砂浆的不同处理方式1.2.1旧砂浆不同饱和度处理(1) 旧砂浆含水饱和度0%：将切割好的旧砂浆放入烘箱中，105兀烘干，期间不断对旧砂浆进行称重,

直至质量不再改变。(2) 旧砂浆含水饱和度30%和70% :将切割好的旧砂浆放入烘箱中，105 °C下烘至恒重,记录砂浆质量

为md；将旧砂浆浸没在水中，用湿润的抹布抹去试块表面水分后称取质量,直至试件的质量不变，记为mw； 将砂浆再次放入105 C的烘箱中，期间不断称重,根据式(1),烘干至对应饱和度S时质量mi°S =mi可由式(2)计算得到m ： 一 m dm 一 m(1)S( mw 一 md) m 1 = 100 % + m d(2)(3)旧砂浆含水饱和度100% :将旧砂浆浸没在水中,浸泡至恒重。将制备好的含水饱和度为30%和70%的旧砂浆用保鲜膜密封，再用铝箔胶带密封，然后放置在温度

25 C、湿度60%的条件下，静置60 d,主要是为了让水分在砂浆内部充分扩散，分布均匀，期间不断对密封的

旧砂浆进行称重，监测砂浆的质量变化以保证旧砂浆不与外界进行水分交换。1.2.2旧砂浆界面粗糙度处理用切割机将旧砂浆从中间切开,得到的旧砂 浆界面比较光滑,如图1(a)所示°对旧砂浆切

割面进行切槽处理,如图1(b)所示,使用角磨机

在旧砂浆表面切出6条井字形的凹槽,控制凹槽 切割深度约为5 mm,宽度约为5 mm,每两条凹

槽间隔约为17.7 mm°同时利用灌砂法来控制

粗糙度,用四块塑料板将旧砂浆固定后,在表面

灌入标准砂,使之与塑料板平齐°量出使用标准 砂的体积，则平均灌砂深度可用式(3)进行

图1旧砂浆界面的处理方式Fig. 1 Treating ways of old mortar interface计算°3794 水泥混凝土硅酸盐通报- V y第39卷= S(3)式中:y为灌砂平均深度；V为标准砂体积;S为粘结面面积。根据灌砂法,切槽界面的灌砂深度控制在 12 mm。1.2.3新旧砂浆复合试件的制备将切割好的旧砂浆放入边长70. 7 mm的立方体模具中，另一半浇入新拌砂浆并充分振捣，覆盖保鲜膜

密封并放在20 C室温下养护24 h拆模，复合试件的制备过程见图2。图2复合试件的制备过程Fig. 2 Process of making composite specimens

1.2.4新旧砂浆粘结性能测试方法在实际工程中，基体与修复材料的界面主要受剪切力的影响，因此利用剪切试验测试新旧砂浆的粘结强 度，剪切试验夹具示意图如图3所示。图3剪切试验夹具图Fig. 3 Shear test device28 d剪切强度按式(4)计算。P(4)第12期孟繁强等:新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究3795式中:Tu为界面剪切强度,MPa；P为剪切荷载,N；A为界面面积,mm2。

选取三个试件的测试平均值作为该组试件剪切强度的试验结果。2结果与讨论2.1旧砂浆含水饱和度对新旧砂浆复合试件粘结性能的影响将养护好的新旧砂浆复合试件用定制的样品夹具固定，用量程为30 t的压力机，以2.5 kN/s的速度施 加压力。制备四种含水饱和度(0%、30%、70% ,100% )的 旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0.6的新砂浆，密封

恒温养护28 d,然后进行剪切试验，结果如图4所示。

图5为养护28 d的新旧砂浆复合试件。剪切后的新 旧砂浆界面如图6所示,每一幅图片左边为旧砂浆部

分,右边为新砂浆部分。当旧砂浆含水饱和度为0%时，旧砂浆会迅速吸

收新拌砂浆中的水分,新拌砂浆中的水分减少较多，

如图5(a)框线内所示，因为水分减少过快,新砂浆界

面处更容易产生干缩裂缝，造成界面的剪切强度降

低,水泥水化受到影响。由图6(a)可以看出新砂浆

界面处孔隙较多。de la Varga等［6］通过SEM试验得 到了相似的结果,当基体干燥时，修补材料失水过多，

图4旧砂浆与水灰比0. 6的新砂浆的剪切强度

Fig. 4 Shear strength between old mortar and

new mortar with water cement ratio of 0. 6靠近界面位置,未水化的水泥和孔隙占的比例较大，因此界面层较为薄弱，在荷载作用下易被破坏。当旧砂浆含水饱和度为30%时,旧砂浆也会吸收新拌砂浆中的水分,如图5(b)框线内部分所示,界面 处也出现了裂缝,这可能是其强度降低的原因之一。如图6(b)所示新砂浆界面处也出现较多孔隙，但是与

旧砂浆饱和度为0%的情况相比,旧砂浆含水饱和度的提高在一定程度上能够减少新砂浆中的水分流失,推

测该样品的新砂浆水化程度更高，因为其强度有所提高。(a) Moisture state 0% of

old mortar (b) Moisture state 30% of

old mortar (c) Moisture state 70% of

old mortar (d) Moisture state 100% ofold mortar图5密封养护28 d的新旧砂浆复合试件Fig. 5 New and old mortar composite specimens cured in sealing condition for 28 d当旧砂浆含水饱和度为70%时,界面剪切强度最大。Courard等［10］通过开展力学试验发现:当基体含水

饱和度在50%〜90%范围内时,修补砂浆与基体间界面的剪切强度更大。如图5(c)框线内所示，由于新砂

浆失水较少，界面处不存在干缩裂缝，新旧砂浆的剪切强度有所提高,因为新砂浆失水较少，推测其内部水化

较为充分,de la Varga等［6］通过SEM试验发现，基体饱水与干燥时相比，修补材料失水较少，靠近界面位置

未水化的水泥和孔隙占的比例较少。如图6(c)所示新砂浆界面孔隙较少。同时旧砂浆在吸水的过程中靠 近界面的新砂浆被压实,新旧砂浆之间的摩擦阻力会增大。Bentz等［18］通过中子成像和斜剪试验发现，当基

体干燥时,靠近界面部位的新砂浆失水,同时会变得更加密实,增加界面的摩擦阻力。3796 水泥混凝土硅酸盐通报第 39 卷当旧砂浆含水饱和度为100%时,旧砂浆几乎不会吸收新拌砂浆中的水分,新砂浆水化程度最高, 靠近界面处的砂浆不会被压实。如图6(d)可以看出,新旧砂浆被剪切后的界面较光滑,因而界面的剪

切强度较小。这与Zhou[19]得到的结果一致,基体完全饱水时的界面粘结强度小于基体非饱水时的粘

结强度。(a) Moisture state 0% of old mortar (b) Moisture state 30% of old mortar(c) Moisture state 70% of old mortar (d) Moisture state 100% of old mortar图6复合试件剪切破坏图(左边为旧砂浆，右边为新砂浆)Fig. 6 Composite specimens destroyed by shear test( left is old mortar， right is new mortar)制备四种含水饱和度(0%、30%、70% ,100% )的旧砂浆作为基体,浇筑水灰比为0. 4的新砂浆,密封养护28 d进行剪切试验，结果如图7所示。与图4中结果进行对比分析后发现，新砂浆水灰比选用0.4时界面剪切强度要明显高于新砂浆水灰比选用0.6时的强度。Lukovic等⑸的试验结果同样表明，当水灰比较小

的砂浆作为修补材料时,可以达到更好的修补效果。从图7可以看出，当旧砂浆含水饱和度为30%

时,新旧砂浆的剪切强度最大为3. 19 MPa,由于靠近

界面部分的新砂浆变得更加密实，从而增加了界面的 摩擦阻力，同时新砂浆失水与旧砂浆含水饱和度为

0%的情况下相比较少,水化程度较大。Lukovic[20]通

过试验发现，旧砂浆从新拌砂浆中吸水达到平衡，新 砂浆继续水化水分减少,两者之间又会出现新的势能

差,水分有回迁至旧砂浆的现象，而且水灰比0.3与

0.4相比，这种现象越明显,这提高了新砂浆的水化程

度。当旧砂浆饱和度为100%时，粘结强度较小。旧

图7旧砂浆与水灰比0.4的新砂浆的剪切强度 Fig. 7 Shear strength between old mortar and

砂浆含水饱和度较高时,基体不会从新砂浆中吸水, 靠近界面部分的新砂浆不会变得更密实，导致新旧砂 浆的粘结性能较差。2.2养护条件对新旧砂浆复合试件粘结性能的影响new mortar with water cement ratio of 0. 4新旧砂浆复合体试件拆模后分别进行标准(温度(20 ±2)兀、湿度M95%)养护和密封恒温(温度 (20 ±2)兀)养护,28 d后测试新旧砂浆界面的剪切强度,试验结果如图8和9所示。第12期孟繁强等:新旧水泥砂浆界面粘结性能试验研究3797从图8不难发现,当新砂浆水灰比为0.6时,在旧砂浆含水饱和度相同的条件下,标准养护下得到的界

面剪切强度大于密封养护下的强度。当旧砂浆饱和度为0%时，标准养护下剪切强度约为密封养护的3倍。

这是因为标准养护时，外界能为新砂浆的水化不断提供水分，新砂浆水化充分,缓解了新拌砂浆因为失水产

生干缩开裂的现象，所以得到界面的剪切强度较大。而密封养护时，新砂浆不能从外界吸收水分，新砂浆干 缩现象较为严重，水化程度较低,所以剪切强度较小。当旧砂浆饱和度为100%时，标准养护的界面强度略

高于密封养护。这是因为旧砂浆饱和度为100%时，密封与标准养护一样可以为新砂浆水化提供较为充足

的水分,保障新砂浆内部水化正常进行，所以得到的剪切强度相差较小°如图9所示，当新砂浆水灰比为0.4时，在旧砂浆含水饱和度相同条件下，标准养护得到的新旧砂浆剪

切强度明显大于密封养护得到的强度；当旧砂浆饱和度为0%和100%时，标准养护后界面剪切强度均约为

密封养护的1.5倍。对比图8和图9,当基体的含水饱和度相同时，修补砂浆最好选择较小的水灰比同时选择湿度较大的标

准养护环境。3.02.61Moisture state 0%Moisture state 100%4.03.02.01.51.00.0

Standard curingIIbi■...11.1.650.897^^2.01.00.0

Sealing curingStandard curingSealing curing图8养护条件不同时复合试件的剪切强度 (旧砂浆水灰比0. 6,新砂浆水灰比0.6)Fig. 8 Shear strength of composite specimens

图9养护条件不同时复合试件的剪切强度 ( 旧砂浆水灰比 0. 6, 新砂浆水灰比 0. 4)Fig. 9 Shear strength of composite specimens cured in

cured in different conditions ( old mortar and new

mortar with water cement ratio of 0. 6)different conditions ( old mortar with water cement ratio of0. 6 and new mortar with water cement ratio of 0. 4)2.3界面粗糙度对新旧砂浆复合试件粘结性能的影响图10为界面粗糙度对新旧砂浆剪切强度的影

4.03.5响°新砂浆水灰比为0.6，旧砂浆含水饱和度为

0%,试件标准条件下养护28 d°用切槽法处理旧砂

Water cement ratio of old and'羊 new mortar 0.6

3.02.5

浆时,新旧砂浆界面的剪切强度明显大于界面光滑

时的剪切强度°旧砂浆经过切槽处理后复合试件的

2.01.5剪切强度为界面光滑时的1.26倍° Tayeh[21]和Abo

Sabah[12]等通过力学试验发现,对旧混凝土界面切槽

1.00.50.0Rough处理是提高旧混凝土与修补材料粘结强度的有效 措施°Smooth图11为旧砂浆切槽处理时，新旧砂浆剪切破坏后

的界面形貌，左侧为旧砂浆部分，右侧为新砂浆部分。 当新拌砂浆浇筑在切槽的旧砂浆上后,新拌砂浆会流

图10界面粗糙度不同时复合试件的剪切强度Fig. 10 Shear strength of composite specimens

with different interfacial roughness入凹槽中，经过标准养护后,新砂浆嵌入旧砂浆的凹槽中 ，明显提高了新旧砂浆之间的接触面积，因此增加了新旧砂浆之间的粘结强度°3798 水泥混凝土硅酸盐通报第39卷图11新旧砂浆剪切破坏形貌(左侧为旧砂浆部分，右侧为新砂浆部分)Fig. 11 Characteristics of composite specimens destroyed by shear test (left is old mortar, right is new mortar)3结论本文通过试验系统研究了旧砂浆的含水饱和度、界面粗糙度和养护条件等因素对新旧砂浆粘结性能的

影响规律。试验发现，旧砂浆界面经过切槽处理时,新旧砂浆界面的剪切强度比旧砂浆光滑时的剪切强度更 大。旧砂浆含水饱和度、养护条件及修补砂浆水灰比都对新旧砂浆的剪切强度有一定的影响，具体如下：(1) 当修补砂浆水灰比为0.6时,以旧砂浆含水饱和度70%、30% ,100%、0%的顺序，新旧砂浆界面的

剪切强度逐渐减小。当修补砂浆水灰比为0. 4时，以旧砂浆含水饱和度为30%、0%、70% ,100%的顺序，新

旧砂浆界面的剪切强度呈下降趋势。(2) 当对旧砂浆界面进行切槽处理后，新旧砂浆界面的剪切强度较旧砂浆光滑时提高1.26倍。(3) 当新砂浆水灰比和旧砂浆含水饱和度都相同的情况下,标准养护下的新旧砂浆界面的剪切强度比

密封恒温养护下的强度大。(4) 当旧砂浆含水饱和度和养护条件都相同的情况下，新砂浆水灰比为0. 4时，新旧砂浆剪切强度要明

显大于新砂浆水灰比为0.6时的强度。在实际修复工程中,在保证砂浆和易性的前提下，建议选择水灰比较

小的修补砂浆。参考文献[1]

虞爱平，史爱国•沿海钢筋混凝土结构的耐久性的探讨与研究[J].中国水运(学术版)，2007,7(6):83-84.Beushausen H, Hohlig B, Talotti M. The influence of substrate moisture preparation on bond strength of concrete overlays and the microstructure

[2] [3] [4] [5] [6] [7]

of the OTZ [ J]. Cement and Concrete Research, 2017 , 92 : 84-91.Beushausen H. The influence of concrete substrate preparation on overlay bond strength [ J]. Magazine of Concrete Research, 2010, 62(11):

845-852.Bentz D P, Jones S Z, Peltz M A, et al. Influence of internal curing on properties and performance of cement-based repair materials [ M]. NISTIR 8076 , U. S. Department of Commerce, 2015.Lukovic M, Ye G. Effect of moisture exchange on interface formation in the repair system studied by X-ray absorption [ J]. Materials, 2016,

9(2) : 1-17de la Varga I, Munoz J F, Bentz D P, et al. Grout-concrete interface bond performance: effect of interface moisture on the tensile bond strength and grout microstructure [J]. Construction and Building Materials, 2018 , 170 : 747-756.Bissonnette B, Vaysburd A M, von Fay K F. Moisture content requirements for repair. Part 1 : concrete repair testing [ R]. Report Number MERL-2013-63 ,U. S. Department of the Interior, 2014.[ 8] Bissonnette B， Vaysburd A M， von Fay K F. Best practices for preparing concrete surfaces prior to repairs and overlays [ R] . Report Number

MERL 12-17 , U. S. Department of the Interior, 2012.[9] Cleland D J, Long A E. The pull-off test for concrete patch repairs [J]. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Structures and Buildings,

1997, 122(4) : 451-460.[10] Courard L, Lenaers J F, Michel F, et al. Saturation level of the superficial zone of concrete and adhesion of repair systems [J]. Construction and

Building Materials, 2011, 25(5) : 2488-2494.(下转第3805页)第12期宋杨等:硬化水泥浆体气体渗透特征研究3805(4)气体渗透测试结果约为模拟结果的2~10倍,这表明水泥浆体中毛细孔依然是渗透的主要路径，而

气孔、微裂缝仅在局部起到了提高气体渗透率的作用°参考文献[ 1 ] Mehta P K, Monteiro P J. Concrete microstructure, properties and materials[ M] . 2017.[2] [3]

罗明勇，曾 强,庞晓贇，等.水蒸气等温吸附表征水泥基材料孔隙结构[J].硅酸盐学报,2013,41(10):1401-1408.Ma H, Tang S, Li Z. New pore structure assessment methods for cement paste [ J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2015, 27(2) : A4014002.[ 4] Pignat C, Navi P, Scrivener K. Simulation of cement paste microstructure hydration, pore space characterization and permeability determination[ J] .

Materials and Structures, 2005 , 38(4) : 459-466.[5] [6] [7]

Ma H, Hou D, Li Z. Two-scale modeling of transport properties of cement paste: formation factor, electrical conductivity and chloride difihsivity[J].

Computational Materials Science, 2015, 110： 270-280.Zalzale M , Mcdonald P J , Scrivener K L. A 3D lattice Boltzmann effective media study: understanding the role of C-S-H and water saturation on

the permeability of cement paste [J]. Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 2013, 21(8) : 085016.Garboczi E J. Permeability, diffusivity, and microstructural parameters : a critical review [J]. Cement and Concrete Research , 1990 , 20(4): 591-601.宋 杨，张 森，王启航.核电站安全壳混凝土气体密封性研究[J].硅酸盐通报,2019,38(3):777-782 +787.[8] [9] [10]

陈宗丽，李俊锋，宋 杨.基于图像观测的硬化水泥浆体孔径分析[J].硅酸盐通报,2020,39(2) ：440446.姚 军,赵建林，张 敏，等.基于格子Boltzmann方法的页岩气微观流动模拟[J].石油学报,2015 ,36(10) : 1280-1289.Loosveldt H , Lafhaj Z , Skoczylas F. Experimental study of gas and liquid permeability of a mortar[ J ] . Cement and Concrete Research , 2002 , 32(9) :1357-1363.[11]

(上接第3798页)[11] [12]

Julio E N B S, Branco F A B, Silva V D. Concrete-to-concrete bond strength. 1nfluence of the roughness of the substrate surface [J].

Construction and Building Materials, 2004, 18(9) : 675-681.Abo Sabah S H, Hassan M H, Muhamad Bunnori N , et al. Bond strength of the interface between normal concrete substrate and GLSMRC repair material overlay[ J] . Construction and Building Materials, 2019, 216: 261 -271 .[13 ] Diab A M, Abd Elmoaty A E M, Tag Eldin M R. Slant shear bond strength between self compacting concrete and old concrete[ J] . Construction

and Building Materials, 2017(130) : 73-82.[14] [15] [16] [17]

张明杰，楚珑晟,赵杰夫，等.短龄期旧混凝土与新混凝土劈裂强度的研究[J].四川建筑科学研究,2018,44(5):106-110.韩菊红，袁 群,张雷顺.新老混凝土粘结面粗糙度处理实用方法探讨[J].工业建筑,2001,31 (2):1-3.张雷顺，闫国新，张晓磊.新老混凝土切槽法结合面抗剪性能试验研究分析[J].工业建筑,2007,37(6) ：101-103 + 115.周 健，叶 光,Klaas V B.混凝土修复中水分交换对水泥水化、微观结构和界面黏结强度的影响[J].硅酸盐学报,2010,38 (9)： 1665-1670.Bentz D P, de la V arga 1, Munoz J F, et al. 1nfluence of substrate moisture state and roughness on interface microstructure and bond strength :

[18] [19] [20]

slant shear vs. pull-off testing[ J] . Cement and Concrete Composites, 2018, 87: 63-72.Zhou J. Performance of engineered cementitious composites for concrete repairs[ D] . Netherlands: Technische Lniversiteit Delft, 2011 .Lukovic M. 1nfluence of interface and strain hardening cementitious composite ( SHCC) properties on the performance of concrete repairs [ D] .

Netherlands: Technische Lniversiteit Delft, 2016[21 ] Tayeh B A, Abu Bakar B H, Megat Johari M A, et al. Mechanical and permeability properties of the interface between normal concrete substrate

and ultra high performance fiber concrete overlay[ J] . Construction and Building Materials, 2012, 36: 538-548.