多尺度椭圆形集料尺寸分布对混凝土边界效应的影响

许文祥 陈惠苏

(东南大学材料科学与工程学院，南京211189)(东南大学江苏省土木工程材料重点实验室，南京211189)

在细观水平上，混凝土可以看成是一种由集料和砂浆基体组成的二相复合材料［1］.因此，集料在混凝土结构中所占的体积分布从某种程度上决定了混凝土的力学性能和耐久性.依据体视学原理［2］，三维空间中的集料在混凝土内任一点的体密度可以用随机测试面截取混凝土获取集料的面密度表征，同时，在二维测试面内集料的面密度又可以用随机测试线段截取混凝土取得的集料线密度表征.因此，可以利用二维平面内集料的分布对混凝土边壁效应的影响来研究三维空间中集料分布的边界效应.

文献［3］首次利用实验的方法探讨了混凝土的边界效应，对混凝土进行切片压碎后分离出集料，然后测定集料在每个截面内的分布密度.混凝土由边壁层到内部中心，集料的体积分数先增加后逐渐稳定，界面过渡区厚度可能与混凝土边壁附近分布了很多粒径很小的集料有关.文献［4］通过实验手段并借助图像分析技术研究了混凝土边界效应层中粗集料的分布特征，集料的体积分数变化曲线为上升和水平两段，并定义界面过渡区厚度为粗集料的最小粒径.但在图像分析过程中，粗集料像素表征的界定存在很大的误差，截面尺寸过小导致数码照片中集料数目过少，因此，此方法存在一定的误差.文献［5］利用离散元算……