粘结模型与粘结机理的分析介绍，

图4-11是我们提出的新老混凝土粘结双界面—多层区粘结模型的示意图。

图4-11 双界面—多层区粘结模型

新老混凝土的粘结是由新混凝土区Z1、老混凝土区Z2和新老混凝土粘结过渡区Z3组成，是一个多层区的结构。

在进行新老混凝土粘结前，老混凝土表面一般要进行一定的处理（如人工凿毛、高压水冲毛等），如果不处理，粘结效果差。这在上节分析新老混凝土粘结抗折强度的试验结果中已得到证实。把浇筑新混凝土前的老混凝土表面称为老混凝土处理面，宏观上，老混凝土表面经过处理具有一定的凸凹度。微观上，老混凝土表面也有不少孔穴，包括浇筑老混凝土时留下的气泡孔、水泥水化造成的气孔、大量的毛细孔和胶凝孔，这些孔穴大小不一，共同构成了老混凝土表面在微观上的凸凹变化。如图4-12所示。

图4-12 新老混凝土粘结面的宏观和细观层次示意图

a—新老混凝土粘结面；b—老混凝土处理面；c—部分放大图(www.xing528.com)

在图4-11中，B线是老混凝土处理面。当进行新老混凝土粘结时，新混凝土浇筑于老混凝土处理面B上，新老混凝土粘结面和老混凝土处理面B是不重合的，新老混凝土粘结面用A线表示。这是由于A界面与B界面之间存在一些大大小小的缝隙，这些缝隙的存在，使粘结过渡区变得多孔且薄弱，降低了新老混凝土的粘结性能。这些缝隙可能由以下原因造成：①浇筑新混凝土时，老混凝土处理面上存在灰尘、明水、气泡、油渍等杂质杂物；②施工振捣不密实；③由于新老混凝土粘结的接触几何尺寸效应，新混凝土浇筑于老混凝土处理面上时，只有水泥颗粒的边缘和硬化的老混凝土接触。水泥水化物C-S-H在原来的水泥颗粒上迅速生长（称为外环反应），外环反应生成物交织在一起，但填不满A、B界面之间的空间，造成A、B界面之间的缝隙；④当水泥颗粒及其水化物不能充填老混凝土处理面上的孔穴（包括气泡孔、气孔、毛细孔、胶凝孔）时，造成A、B界面之间的孔隙。

粘结过渡区是包含双界面及其间缝隙、一部分新混凝土及一部分老混凝土的界面过渡区。这种独特的界面过渡区结构，使粘结试件的力学性能不同于整体混凝土的力学性能。

控制A、B界面之间的缝隙，使粘结过渡区结构密实，可以改善粘结性能。

在浇筑老混凝土时留下的气泡孔、水泥水化留下的气孔、干缩形成的微裂缝与毛细孔、胶凝孔相比，是更大的孔穴。进行新老混凝土粘结前，在老混凝土处理面上涂刷一层同混凝土配比的水泥净浆，新混凝土中的水泥浆就不会渗入到这些孔穴中，水泥浆就不会减少，从而避免粘结面处的新混凝土中出现孔隙。前一节所得的粘结抗折试验结果也表明，涂同混凝土配比的水泥净浆的粘结抗折强度高于不涂的情况。

采用掺10%U型膨胀剂的水泥浆作界面剂，这种膨浆界面剂的水化产物是大量针刺状钙矾石，它可以深入到老混凝土处理面上的大大小小的空隙中，和老混凝土处理面咬合在一起，膨胀剂的膨胀作用可以使界面的干缩裂缝减少。膨浆的膨胀将受到老混凝土处理面的约束，使粘结面区结构更为致密，减少A、B界面之间的缝隙。粘结抗折试验得到的结果与其相一致，掺10%U型膨胀剂的水泥浆作界面剂的粘结抗折强度高于不涂界面剂的情况。

新混凝土掺入钢纤维，其配合比与普通混凝土相比，水泥用量增大，砂率增大，水灰比减小，粗骨料用量减小。水泥水化物C-S-H凝胶和钙矾石是针状和毛刺状的，可以深入到毛细孔，产生机械咬合力。当水泥用量增大时，这种作用进一步加强。同时，粗骨料用量减少，小粒径的骨料和砂的用量增大，有利于密实粘结面区的结构。从而减小图4-11所示的宏观层次上A、B界面之间的缝隙。这就是试验中得到的掺钢纤维的新混凝土的粘结抗折强度高于普通新混凝土的原因之一。

涂有快硬铁铝酸盐水泥浆界面剂和新混凝土为快硬铁铝酸盐水泥混凝土的新老混凝土粘结，水化时首先产生大量的钙矾石，这些钙矾石大部分在水泥浆体尚未完全失去塑性时生成，在较短时间内形成坚硬的骨架。这就是快硬铁铝酸盐水泥混凝土在1天内就能获得较高的整体强度和粘结强度的原因。同时，这种水泥水化还析出铝胶，它与C-S-H凝胶和钙矾石一起深入到毛细孔，增强了新老混凝土之间的粘结力。快硬铁铝酸盐水泥细度小，颗粒细，可以进入到老混凝土处理面上的一些孔穴中，并在其中水化，形成了新老混凝土粘结的嵌固力。快硬铁铝酸盐水泥混凝土粘结试件的振捣时间长于普通混凝土粘结试件，使粘结面区结构更加致密，从而提高了粘结性能。