ITZ形成机制及其对混凝土力学性能与传输性能的影响①

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(1.同济大学 先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804；2.同济大学 环境材料研究所，上海 201804)

引言

混凝土是由水泥、水、细集料、粗集料以及其他成分通过适当的搅拌、成型、养护工艺，经过一系列的物理和化学变化而形成的一种人造石材。硬化后的混凝土可以分为水泥水化基相、集料和界面过渡区(ITZ)3个要素。

1956年，Farran J[1]首次发现在混凝土集料与浆体之间存在矿物组成与微观结构均不同于浆体的特殊区域——ITZ。在随后的约20年内，一系列的学者证实了ITZ的存在[2]。ITZ的典型厚度为20～100 μm[3]，是混凝土的薄弱环节[4]。与水泥石相比，普通水泥混凝土界面具有水灰比高、孔隙率大、Ca/Si大、氢氧化钙(CH)晶体取向生长并在集料表面附近富集，且结晶颗粒尺寸较大等特点[5]。ITZ的结构与性能在很大程度上制约了水泥混凝土整体的性能，裂缝容易从ITZ处产生和扩展，使ITZ成为离子迁移和溶液渗透的快速通道，从而影响混凝土的寿命。对于水工混凝土，在水压的作用下，这种ITZ效应表现得更为突出。此外，处于水、气、固三相交界处的裂纹更容易引发碳化等一系列耐久性问题。因此，要想提高混凝土材料的耐久性能，延长结构物及构件的使用寿命，必须从混凝土的薄弱环节——ITZ的改善出发。

1 界面过渡区的形成机制

在实际混凝土中，ITZ并非是一个易于辨别的部分，而是不同组分和结构都存在梯度变化的区域。基于同心扩展方法，图1划分了10个5 μm宽的条带，根据各条带的成分差别，可以确定ITZ的厚度[6]，图2为ITZ微观结构组成示意图[7]。ITZ形成的因素复杂，且在不同集料和相同集料的不同区域之间都存在差异。根据混凝土的成型、水化和硬化过程，可将ITZ的形成机制大致归为：单边生长效应(one-side growth of hydrated products)；“边界”效应(wall effect)；微区泌水效应(micro bleeding)；絮凝作用(flocculation)；离子的迁移与沉积及成核作用(transportation，precipitation and nucleation of ions)和浆体的收缩作用(syneresis)等。

图1 基于同心扩展方法划分的10个5 μm宽的条带[6]

1.1 单边生长效应

集料与水泥浆体之间的结合作用有物理结合、化学结合和范德华力结合。在混凝土中，若集料不具备活性，则仅有胶凝材料的水化反应对集料表面附近区域的孔隙能够起到填充作用，而集料没有贡献，这种效应称为单边生长效应[8]。根据该效应可对集料进行改性，改性后的集料包覆层可以作为过渡层，连接集料与水泥浆体，使集料和胶凝材料在水化过程中都能够发生化学作用，从而加强两相之间的键能结合，优化集料与水泥浆体之间的结合[9]

图2 混凝土界面过渡区的微观示意图[7]

。

1.2 “边界”效应

混凝土可以看作是不规则的集料颗粒和水泥浆体以随机的形式堆积而成。根据“边界”效应，在混凝土浇筑过程中，集料附近的无水颗粒在空间组合上会比其他区域更加松散，集料表面附近区域的小尺度胶凝粒子的浓度比基体部分的高，而大尺度粒子的浓度比基体部分的低[10]，使新拌混凝土的孔隙率和水灰比从集料内部到表面逐渐增加，从而产生了与混凝土性质不同的区域——ITZ。在成型后、硬化前的阶段内，混凝土会产生微小的蠕变，使集料附近的水分子数量增加，新拌和混凝土的集料周围形成的水和未水化的水泥颗粒会产生浓度梯度，即混凝土任一单元体的性质如强度、变形、吸水率和收缩等，都随其距集料表面距离有所不同[11]。此外，混凝土试件在成型过程中，模板附近聚集的集料以及粉体等也会产生“边界”效应。

在混凝土中掺硅灰、粉煤灰、矿渣等辅助性胶凝材料，可以降低混凝土的“边界”效应，改善ITZ的微结构[12-15]，使整个胶凝体系更加密实均匀。硅灰、粉煤灰、矿渣具有填塞作用[16]，起到了支撑整体微结构骨架和细化孔隙的双重效果，隔断了各种有害介质侵蚀的传输通道[17]，能有效地改善水泥石受力时的应力分布状况，提高了混凝土的性能。轻骨料混凝土的扫描电镜照片也表明[18]：同时掺入粉煤灰和磨细矿渣后，水泥石中火山灰反应更加充分，改善了胶凝相的组成，CH含量减少，取向度和取向范围降低，生成了强度更高、稳定性更好的低碱度水化硅酸钙，使“边界”效应降低，水泥石与集料之间的界面过渡区结构得到改善。

1.3 微区泌水效应

微区泌水主要是指水分在集料表面附近区域的富集。在重力的作用下，由于水、胶凝材料以及集料之间的密度差别，水会向上迁移，而胶凝材料则往下迁移，在沉降过程中大粒径集料下方区域更易形成水囊，使得局部水灰比变大，导致集料下方的ITZ更加薄弱[10]。大量的泌水会降低基体与集料表面之间的键合力，对混凝土的强度和耐久性产生重要影响。

根据微区泌水效应，胶凝材料与粗、细集料的级配不良，粗集料的粒形比较差，整个材料体系的配合比(如用水量和外加剂掺量)不当等，都将导致混凝土的和易性变差，且大尺寸集料下方的ITZ孔隙率更高、未水化水泥颗粒含量更低，故水分易向集料下部及其周边甚至整个材料体系的外表面迁移。因此，钢筋或者集料下部的ITZ的弹性模量、强度及硬度均比钢筋或集料上部显著降低[19-20]。在大坝混凝土中，大粒径骨料的大量使用，使得不同料尺寸下微区泌水的研究显得尤为重要[21]。当水灰比较大时，在混凝土中加入纤维，纤维附近则会产生泌水孔隙，产生微区泌水效应，使纤维附近产生泌水孔隙，导致混凝土硬度下降[22]。此外，在成型过程中如果振动密实方法和工艺不当，也会产生微区泌水效应。

1.4 絮凝作用

当粒子尺寸小到一定程度的时候，在拌和过程中，由于粒子之间接触更加充分，表面的电荷量会相互抵消，降低了ζ电位及双电层的厚度，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，微粒聚集成絮状，形成疏松的纤维状结构。

1.5 离子的迁移与沉积及成核作用

1.6 浆体的收缩

在早期水化过程中，当浆体的离子浓度超过临界浓度时，粒子之间由于静电引力和范德华力的共同作用，会快速絮凝成团。为了尽可能降低势能，絮凝团会产生收缩(反应式如(1)式所示)，包裹在其间的水分就会被排出到自由空间中，从而在集料表面形成了水膜层[23-24]。从浆体的组成和结构来看，收缩变形主要是多孔的胶结相，即C-S-H凝胶相的收缩，收缩动力的主要来源是孔中可蒸发水的迁移[25-26]。随着水分不断地被排出，ITZ的结构也会产生相应的变化。

-Si-OH+HO-Si→-Si-O-Si+H2O

(1)

综合以上各种效应和作用可知：ITZ的形成是由于浆体与集料性能存在较大差别，两者难以完全结合，致使其成为混凝土的薄弱环节。因此，可以采取一系列的措施，增强集料与浆体之间的结合能，使ITZ效应降低，从而改善ITZ对混凝土性能的影响。

2 ITZ对混凝土力学性能的影响

由于ITZ的尺寸较小，对ITZ性能试验的设备和测量方法的要求较高，要得到该区域的完整而准确的力学特性试验数据是比较困难的[27]。目前还没有标准的试验方法，文献中各自的试验条件和试件加工情况都不统一，因此试验结果也不完全一致，亟待深入探究其对水泥基材料力学性能的影响。

2.1 ITZ对混凝土强度的影响

在ITZ区域内，混凝土的孔隙率较大且存在原始微裂纹，施加较小的压力就会使裂纹进一步扩展。当压应力为极限强度的40%～70%时，随着压应力的增加，应变增加的速率明显比应力增加速率高，且趋势越来越明显。当压应力超过极限强度的70%后，水泥石中的大孔隙周围产生应力集中，开始有裂缝出现。随着应力继续增加，裂缝逐渐扩展直至与ITZ的裂缝贯通，最终导致混凝土开裂破坏[28]。此外，相对于受压破坏而言，混凝土受拉破坏时，裂缝扩展更快，抗拉强度更低[28]。Königsberger M等[29]总结了混凝土在单轴抗拉和抗压情况下的应力应变情况，如图3所示。

研究人员采用各种方法研究了ITZ对材料强度的影响。集料和ITZ真实形状与分布的混凝土数值模型揭示了ITZ的抗拉强度与混凝土抗拉强度存在非线性关系[30]。混凝土单轴拉压下的开裂过程的结果模拟也表明[31]：混凝土的极限承载能力随着ITZ强度的提高而逐渐提高，且ITZ的粘聚力对混凝土应力-应变关系曲线的塑性段有一定的影响，粘聚力越大，屈服段的长度越长。

图3 混凝土在单轴抗拉或抗压下的应力应变曲线

厚度在一定程度上会影响混凝土的强度。钢渣替代普通碎石后，ITZ的厚度从50 μm降至40 μm，形成了较强的界面粘结力，使配制的钢渣粗骨料混凝土整体强度较高[32]。但是混凝土的厚度会受到集料性质的影响。采用计算机模拟时，大多学者常采用椭圆形表征混凝土中集料的形状。当椭圆形集料形状因子的长径比增大时，集料固相体积分数的最高峰值和界面层厚度减小；当椭圆形集料的尺寸表征参数长轴和等效直径增大时，最高峰值对应的距离和界面层厚度随长轴和等效直径的增大呈线性增长[33]。相同条件下，边界层厚度与最大集料直径近似呈线性关系，与集料长细比则近似呈二次曲线关系[34]。而Kreijger P C[35]却得出不同结论，认为界面层厚度可能与混凝土边界附近分布的很多粒径很小的集料有关。对于边界效应层中粗集料的研究结果也表明[36]：边界效应层内混凝土的粗集料体积分数和颗粒数较少；集料体积分数分布曲线可简化为上升和水平2段，且集料最大粒径对边界效应层厚度的影响并不明显。对于级配良好的集料，其最小粒径决定边界效应层厚度。

集料的施工工艺不同，ITZ对混凝土强度产生的影响也有所差别。采用抛填集料工艺制备混凝土，并通过SEM观察该混凝土的ITZ，发现抛填集料与水泥石的界面粘结比普通混凝土中的集料/水泥石界面粘结要紧密，且抛入碎石后混凝土的强度不但没有降低，反而随着集料对混凝土的置换率(体积分数从10%～30%)的增加而有一定增加[37]。对再生骨料的界面过渡区的研究也表明，采用两阶段混合的方法(即先将粗集料与水泥浆体混合，再加入细集料)能够通过减少孔隙和CH的体积分数从而提高新老界面过渡区的性能，最终达到提高混凝土的强度和抗渗性能的目的[38]。此外，外加剂的掺量对ITZ的抗压强度和微观结构也有较大的影响。掺入高效外加剂(如高效减水剂)后，会使ITZ处CH晶体的取向程度大大降低，取向范围大大减小，降低不利的界面效应，使过渡层更趋于均衡[28]。Demie S等[39]用场发射扫描电子显微镜进行观察，并研究了ITZ的微观结构与掺减水剂的粉煤灰基自密实地聚合物混凝土的抗压强度之间的关系，并发现减水剂掺量低的混凝土ITZ相对疏松多孔，强度较低；而高掺量的ITZ则较为致密，混凝土的抗压强度较高。

2.2 ITZ对混凝土断裂力学性能的影响

混凝土的断裂是由于新裂纹萌发或已存裂纹的扩展而引起的一个破坏过程。大量的研究表明，集料的性质和水灰比对混凝土的断裂力学性能有较大的影响。混凝土的损伤与断裂过程一般与其中含有的微裂纹有关，W/C对混凝土的断裂性能的影响主要体现在ITZ周围裂缝的产生和扩展以及对基体和ITZ强度的影响。混凝土的断裂能随着水灰比的减小而增加[40]，当W/C较高时，ITZ效应易导致裂缝的产生；而W/C较低时，ITZ效应易使裂缝扩展[41]。集料对断裂性能的影响主要表现为粗集料性质的影响。采用导热性能模拟混凝土的裂缝行为的研究表明：ITZ会使混凝土产生开口裂缝，且随着集料的体积分数的增加，这些开口裂缝的连通性增加[6]。而且产生裂缝的应力随着粗集料尺寸的增加而降低[41]。对自密实混凝土的研究也表明：当保持W/C恒定时，断裂韧性随着粗集料最大粒径的降低而增加[42]，随着粗骨料的体积分数增加而增加[43]。Erdema S等[44]的研究也表明：界面的孔隙率以及集料的性质(包括表面粗糙度、表面构造和颗粒的形状等)，在高速冲击荷载下均对混凝土的断裂形貌具有显著的影响，因此必须根据混凝土的性能要求合理选择适合的集料。此外，混凝土断裂能也随着龄期的增加而增加。在水化早期，ITZ和浆体中含有较多的未水化的水泥颗粒，使ITZ和浆体部分含有较大的孔隙率。随着水化的进行，未水化的水泥颗粒逐渐水化，填充孔隙，最终使ITZ区域和水泥石强度增加，使混凝土断裂能提高[40]。

2.3 ITZ对混凝土弹性模量(刚度)的影响

目前，ITZ的弹性模量还很难直接测量，需要借助于一系列的模型和假设。采用非线性本构模型模拟混凝土界面在单轴受拉时的开裂过程的结果表明[24]：随着界面软化模量的增大，混凝土应力-应变关系曲线的下降趋势逐渐变陡，但下降段对软化模量的变化不是太敏感；纳米压痕法研究再生混凝土的弹性模量的结果表明[45-46]：新老ITZ的平均弹性模量分别为新老砂浆的平均弹性模量的80%和85%。然而在假定ITZ为均匀相的条件下，采用有效介质方程计算却得出了不同的试验结果[47]：当ITZ的厚度在20～50 μm之间时，混凝土中砂浆与粗集料之间的弹性模量仅为砂浆的1/5～1/3，而对于砂浆而言，ITZ的弹性模量不足基质净浆弹性模量的1/2。界面轴拉试验和对等效应力应变关系的研究表明[19]：“含界面试件”的弹性模量约为砂浆弹性模量的1/2。Yang C C[48]则采用Double Inclusion方法与Moritanaka理论，结合三相模型预测了ITZ的平均弹性模量，结果表明：当界面厚度为20 μm时，ITZ的弹性模量为基体弹性模量的20%～40%；当界面厚度为40 μm时，ITZ的平均弹性模量为基体弹性模量的50%～70%。由于试验技术和模型等的差别，数据并不完全一致，但它们均说明了界面过渡区性能与基体有较大差别。

混凝土细观各相单元的抗拉强度和弹性模量是遵循对数正态分布的随机参数。通过对三分点梁跨中界面单元材料参数的变异性进行数值模拟，结果表明[49]：混凝土细观结构的不均匀性对动弯拉强度产生重要影响，即混凝土材料离散性越大，强度增长系数越高。朱亚超等[50]对砂浆-集料复合试件进行了劈裂试验和三点弯曲试验，基于试验结果和改进的积分计算方法，提出了砂浆-集料界面的拉伸软化曲线模型及其表达式，并总结了砂浆-集料界面I型拉伸的本构关系表达式为：

(2)

式中：E为割线弹性模量，由抗拉强度和最大拉应力下的开裂宽度的比值e得到。

因此，组成材料各参量的统计特性对混凝土宏观特性的影响也是不可忽略的。

综合ITZ对混凝土强度、断裂强度、弹性模量的影响可知，微裂纹的存在是混凝土的力学性能低于基体的主要原因。选取适宜的集料、级配、W/C，降低界面的孔隙率等，都能够改善界面过渡区微裂纹结构，从而降低ITZ对混凝土力学性能的影响。

3 ITZ对混凝土的传输性能的影响

ITZ的水灰比和孔隙率均高于基体部分，是混凝土传输性能的薄弱环节。压汞法的测试结果表明：混凝土中水泥的孔分布和纯水泥浆体之间存在较大的差别[51]，这种差别很大程度源于混凝土的ITZ。试验表明[52]，ITZ的孔隙率是水泥浆体的10倍左右。对轻集料混凝土界面过渡区的研究也显示[7]：在ITZ处，水泥浆体通过轻集料表面的孔隙渗入其中，渗入深度大约为50 μm。较高的孔隙率易使有害物质(如Cl-、CO2等)进入混凝土，诱导有害化学反应的发生[53]。而混凝土又可被认为是部分多孔水泥被密实的集料和孔隙率更高的ITZ替代[54]，故混凝土的抗渗性比相应的水泥石或砂浆差。一般情况下，混凝土的渗透率超过水泥石1.5倍左右[55]，其中ITZ的有效扩散系数是硬化浆体的6～12倍[56-57]。因此，ITZ的性能对混凝土的抗渗性以及长期耐久性起决定性作用。

一般来讲，当集料含量低时，具有较高的孔隙率和较大孔径尺寸的ITZ之间会被基体相互隔离；当集料含量增加至一定值时，ITZ之间相互靠近并最终连通，并且贯穿于整个体系中，显著提高材料的传输性质[58]。为计算ITZ气体渗透系数及其对体系整体性质的影响，文献[59]基于B-H关系并结合ITZ的影响和基体的致密，提出了一个近似关系模型：

Ka=αk0ev(h)3/2+KITZ,IVITZ

(3)

式中：Ka为相应集料体积掺量下体系的气体渗透系数；α为引入的基体致密系数，其大小与集料的体积掺量相关，当Vagg=0时，α=1；k0为硬化净浆试样测得的气体渗透系数；ev(h)为基体体积含量；VITZ为ITZ的体积含量；KITZ,I为ITZ气体渗透系数。

在混凝土中，由于集料本身密实性好，可以阻止氯化物的渗透；然而ITZ具有较高的孔隙率，又将有助于氯化物的渗透[60]。因此，在粗骨料背后区域的氯离子浓度比在周围砂浆基体的区域低得多。Du Xiuli等[61]研究氯离子在混凝土中的传输性能发现：随着DITZ/Dcp增加，氯离子的传输性能增强。Yang C C等[62-63]将与试件等高、具有不同直径的圆柱形集料埋置于浆体中，以获得相互连通的ITZ结构。对模拟试块进行氯离子迁移试验的研究表明：水灰比为0.35、0.45和0.55时，ITZ的迁移系数分别为基体的40.6、35.5和47.8倍。对再生集料混凝土的碳化深度和氯离子渗透的研究也表明[64]：相同水胶比时，由于再生混凝土的ITZ数量比普通混凝土多，再生集料混凝土的抗渗透性比普通混凝土的抗渗性差。

针对ITZ的这一薄弱环节，很多学者采取了一系列的措施，以减少界面过渡区对混凝土传输性能的影响。将细的硫铝酸盐水泥颗粒预先包裹在集料表面，可以降低ITZ的厚度和连通度，以提高混凝土的抗压强度和抗渗性[65]。此外，使混凝土的“边界”效应转化为微孔填充效应，也可提高ITZ的渗透性能。抗渗试验与氯离子渗透试验都表明[38]：复掺粉煤灰和磨细矿渣，混凝土的抗渗性能最优。Brough A等[66]研究了波特兰水泥以及碱激发矿渣水泥与石英砂形成的ITZ，发现后者的孔隙率较小(抗渗透性较好)。在水玻璃激发矿渣形成的砂浆中，越靠近ITZ，孔隙率越大。BSE图像分析显示，在水玻璃激发矿渣形成的砂浆ITZ中产生了一种其他的水化产物，使界面过渡区的密实度提高。

4 结语

ITZ对混凝土的力学性能有较大的影响，主要体现在ITZ区域孔隙率较大，是混凝土的薄弱环节。可以通过加入辅助性胶凝材料改善界面过渡区的孔结构和分布，同时选取适宜的骨料、W/C等改善ITZ与基体之间的性能差异，从而减少ITZ对混凝土力学性能的不利影响。但是，目前对于ITZ的研究仍然需要借助于模型或者纳米压痕技术等；在对界面过渡区改性时，混凝土中本体(除ITZ以外的区域)的性能也发生了改变，因而无法单一地对混凝土的ITZ的性能进行直接测试。这些都给科研带来了困难，也造成了一些因为模型的选取、测试手段的差异所产生的研究成果的差异。因此，很多方面的工作亟待进一步的深入研究和突破。

参考文献：

[1] Farran J.Introduction：thetransitionzone-discoveryanddevelopment：interfacialtransitionzoneinconcrete[R].London：RILEM Report，1996：13-15.

[2] Farran J.Contribution minéralogique á l'etude de l'adherence entre les constituans hydrates des ciments et le materiaux enrobes[J].RevuedesMatériauxdeConstruction，1956(490-492)：155-172.

[3] 水中和，万惠文.老混凝土中骨料-水泥界面过渡区(ITZ)(Ⅰ)——元素与化合物在ITZ的富集现象[J].武汉理工大学学报，2002，24(4)：21-23，74.

[4] Nilsen A U，Monteiro P J M.Concrete：A Three Phase Material[J].CementandConcreteResearch，1993，23(1)：147-151.

[5] 魏国强，詹炳根，孙道胜.混凝土集料-浆体界面过渡区微观结构表征技术综述[J].安徽建筑工业学院学报：自然科学版，2008，16(4)：80-85.

[6] Grondin F，Matallah M.How to consider the interfacial transition zones in the finite element modelling of concrete?[J].CementandConcreteResearch，2014，58(4)：67-75.

[7] 崔宏志，邢锋.用SEM和FT-IR研究轻骨料混凝土界面过渡区[J].混凝土，2010(1)：18-20.

[8] 陈惠苏，孙伟，Sroeven P.水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(二)：界面微观结构的形成、劣化机理及其影响因素[J].硅酸盐学报，2004，32(1)：70-79.

[9] 王琦.集料表面改性及对混凝土性能影响的研究[D].济南：济南大学，2012.

[10] 王振军，沙爱民，杜少文，等.水泥乳化沥青混凝土浆体-集料界面区结构形成机理[J].公路，2008(11)：186-189.

[11] Ollivier J P，Maso J C，Bourdette B.Interfacial transition zone in concrete[J].AdvancedCementBasedMaterials，1995，2(1)：30-38.

[12] Rossignolo J A.Interfacial interactions in concretes with silica fume and SBR latex[J].ConstructionandBuildingMaterials，2009，23(2)：817-821.

[13] Xuan D X，Shui Z H，Wu S P.Influence of silica fume on the interfacial bond between aggregate and matrix in near-surface layer of concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2009，23(7)：2631-2635.

[14] 郑克仁，孙伟，林玮，等.矿渣对界面过渡区微力学性质的影响[J].南京航空航天大学学报，2008，40(3)：407- 411.

[15] Mohammadi M，Moghtadaei R M，Samani N A.Influence of silica fume and metakaolin with two different types of interfacial adhesives on the bond strength of repaired concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2014，51(31)：141-150.

[16] Sandemir M.Effect of silica fume and ground pumice on compressive strength and modulus of elasticity of high strength concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2013，49(12)：484-489.

[17] 高英力，马保国，王信刚，等.钢筋保护层混凝土细观界面过渡区优化及耐久性[J].土木建筑与环境工程，2009，31(4)：19-24.

[18] 刘娟红，宋少民.粉煤灰和磨细矿渣对高强轻骨料混凝土抗渗及抗冻性能的影响[J].硅酸盐学报，2005，33(4)：528-532.

[19] Zhu Wenzhong，Bartos P J M.Application of depth-sensing microindentation testing to study of interfacial transition zone in reinforced concrete[J].CementandConcreteResearch，2000，30(8)：1299-1304.

[20] 陈露一，郑志河，邵慧权，等.混凝土界面过渡区不均匀特性研究[J].武汉理工大学学报，2007，29(7)：111-114.

[21] 董华，钱春香.骨料尺寸对微区泌水及界面区结构特征的影响[J].建筑材料学报，2008，11(3)：334-338.

[22] Wang Xiao Hui，Jacobsen S，He Jian Ying，etal.Application of nanoindentation testing to study of the interfacial transition zone in steel fiber reinforced mortar[J].CementandConcreteResearch，2009，39(8)：701-715.

[23] Thomas J J，Jennings H M.A colloidal interpretation of chemical aging of the C-S-H gel and its effects on the properties of cement paste[J].CementandConcreteResearch，2006，36(1)：30-38.

[24] De Rooij M R.Syneresisincementpastesystems[D].The Netherlands：Delft University Press，2000.

[25] 罗旌旺，卢都友，许涛.偏高岭土对硅酸盐水泥浆体干燥收缩的影响[J].南京工业大学学报：自然科学版，2012，34(3)：98-102.

[26] 罗旌旺，卢都友，许涛，等.偏高岭土对硅酸盐水泥浆体干燥收缩行为的影响及机理[J].硅酸盐学报，2011，39 (10)：1687-1693.

[27] 王瑶，周继凯，沈德建，等.混凝土中骨料-浆体界面过渡区的力学性能研究综述[J].水利水电科技进展，2008，28(2)：89-94.

[28] 江晨晖，吴星春，胡丹霞.界面过渡区对混凝土性能的影响及其改善措施[J].中国建材科技，2006(2)：27-30.

[29] Königsberger M，Pichler B，Hellmich C.Micromechanics of ITZ-aggregate interaction in concrete Part II：strength upscaling[J].JournaloftheAmericanCeramicSociety，2014，97(2)：543-551.

[30] 于庆磊，杨天鸿，唐春安，等.界面强度对混凝土拉伸断裂影响的数值模拟[J].建筑材料学报，2009，12(6)：643- 649.

[31] 任朝军，杜成斌，戴春霞.三级配混凝土单轴破坏的细观数值模拟[J].河海大学学报：自然科学版，2005，33(2)：177- 180.

[32] 尚建丽，邢琳琳.钢渣粗骨料混凝土界面过渡区的研究[J].建筑材料学报，2013，16(2)：217-220.

[33] 许文祥，陈惠苏.集料形状和尺寸对混凝土边界效应的影响[J].硅酸盐学报，2011，31(9)：1498-1504.

[34] 周小飞.椭圆形颗粒分布的边界效应及混凝土氯离子扩散系数预测[D].杭州：浙江工业大学，2012.

[35] Kreijger P C.The skin of concrete composition and properties[J].MaterialsandStructures，1984，17(100)：275-283.

[36] 杨进波，阎培渝.混凝土边界效应层中粗骨料的分布特征[J].建筑材料学报，2009，12(5)：580-583，620.

[37] 沈卫国.抛填集料工艺对混凝土力学性能的影响[J].建筑材料学报，2007，10(6)：711-716.

[38] Li Wengui，Xiao Jianzhuang，Sun Zhihui，etal.Interfacial transition zones in recycled aggregate concrete with different mixing approaches[J].ConstructionandBuildingMaterials，2012，35(10)：1045-1055.

[39] Demie S，Nuruddin M F，Shafiq N.Effects of micro-structure characteristics of interfacial transition zone on the compressive strength of self-compacting geopolymer concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2013，41(4)：91-98.

[40] Beygi M H，Kazemi M T，Nikbin I M，etal.The effect of aging on the fracture characteristics and ductility of self-compacting concrete[J].MaterialsandDesign，2014，55：937-948.

[41] Akcaoglu T，Tokyay M，Celik T.Effect of coarse aggregate size and matrix quality on ITZ and failure behavior of concrete under uniaxial compression[J].CementandConcreteComposites，2004，26(6)：633-638.

[42] Beygi M H A，Kazemi M T，Amiri J V.Evaluation of the effect of maximum aggregate size on fracture behavior of self compacting concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2014，55(31)：202-211.

[43] Nikbin I M，Beygi M H A，Kazemi，M T，etal.Effect of coarse aggregate volume on fracture behavior of self compacting concrete[J].ConstructionandBuildingMaterials，2014，52(2)：137-145.

[44] Erdema S，Blankson M A.Fractal-fracture analysis and characterization of impact-fractured surfaces in different types of concrete using digital image analysis and 3D nanomap laser profilometery[J].ConstructionandBuildingMaterials，2013，40(3)：70-76.

[45] Li W G，Xiao J Z，Sun Z H，etal.Interfacial transition zones in recycled aggregate concrete with different mixing approaches[J].ConstructionandBuildingMaterials，2012，35(10)：1045-1055.

[46] Xiao J Z，Li W G，Sun Z H，etal.Properties of interfacial transition zones in recycled aggregate concrete tested by nanoindentation[J].CementandConcreteComposites，2013，37(3)：276-292.

[47] 唐国宝.水泥浆体-集料界面过渡区渗流结构及其对砂浆和混凝土性能的影响[D].上海：同济大学，2000.

[48] Yang C C.Effect of the transition zone on the elastic moduli of mortar[J].CementandConcreteResearch，1998，28(5)：727-736.

[49] 马怀发，陈厚群.预静载作用下混凝土梁的动弯拉强度[J].中国水利水电科学研究院学报，2005，3(3)：168- 178.

[50] 朱亚超，宋玉普，王立成.砂浆-骨料界面拉伸软化性能试验[J].建筑科学与工程学报，2011，28(1)：91-95.

[51] Winslow D N，Cohen M D，Bentz D P，etal.Percolation and pore structure in mortars and concrete[J].CementandConcreteResearch，1994，24 (1)：25-37.

[52] Jiang Jinyang，Sun Guowen，Wang Caihui.Numerical calculation on the porosity distribution and diffusion coefficient of interfacial transition zone in cement-based composite materials[J].ConstructionandBuildingMaterials，2013，39(2)：134-138.

[53] Königsberger M，Pichler B，Hellmich C.Micromechanics of ITZ-aggregate interaction in concrete Part I：stress concentration[J].JournaloftheAmericanCeramicSociety，2013，97 (2)：535-542.

[54] Costa U，Facoetti M，Massazza F.Inadmixturesforconcrete：improvementofproperties[M].edited by E Vazquez.London：Chapman and Hall，1990.

[55] Young J F，Walitt A.Permeabilityofconcrete[M].edited by D Whiting.Detroit：ACI，1988.

[56] Bourdette B，Ringot E，Ollivier J P.Modeling of the transition zone porosity[J].CementandConcreteResearch，1995，25(4)：741-751.

[57] Maso J C.Interfacesincementitiouscomposites[M].Florida：CPC press，2004：279-288.

[58] Halamickova P，Detwiler R J，Bentz D P，etal.Water permeability and chloride-ion diffusion in portland-cement mortars - relationship to sand content and critical pore diameter[J].CementandConcreteResearch，1995，25(4)：790- 802.

[59] 吴凯.掺合料的界面过渡区效应对混凝土耐久性的影响机制[D].上海：同济大学，2014.

[60] Wang Licheng，Ueda T.Mesoscale modeling of chloride penetration in unsaturated concrete damaged by freeze-thaw cycling[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering，2014，26(5)：955-965.

[61] Du Xiuli，Jin Liu，Ma Guowei.A meso-scale numerical method for the simulation of chloride diffusivity in concrete[J].FiniteElementsinAnalysisandDesign，2014，85(1)：87-100.

[62] Yang C C.Effect of the percolated interfacial transition zone on the chloride migration coefficient of cement- based materials[J].MaterialsChemistryandPhysics，2005，91(2-3)：538-544.

[63] Yang C C，Cho S W.Approximate migration coefficient of percolated interfacial transition zone by using the accelerated chloride migration test[J].CementandConcreteResearch，2005，35(1)：167-176.

[64] Otsuki N，Miyazato S，Yodsudjai W，etal.Influence of recycled aggregate on interfacial transition zone，strength，chloride penetration and carbonation of concrete[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering，2003，15(5)：443-451.

[65] 叶正茂，常钧，芦令超，等.硫铝酸盐水泥砂浆界面过渡区的改性[J].硅酸盐学报，2006，34(4)：511-515.

[66] Brough A，Atkinson A.Automated identification of the aggregate-paste interfacial transition zone in mortars of silica sand with Portland or alkali-activated slag cement paste[J].CementandConcreteResearch，2000，30(6)：849-854.