水泥路面起砂處理可以將新老混凝土粘結(jié)機(jī)理研究轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度薄弱過渡區(qū)粘結(jié)機(jī)理研究，下面從宏觀和微觀兩個(gè)方面來分析:

(1.新老混凝土界面粘結(jié)宏觀機(jī)理

水泥路面起砂處理宏觀上，新老混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度依靠以下兩部分粘結(jié)力:

(1)老混凝土表面粗骨料與新鋪混凝土中水泥漿的粘結(jié)。在沒有其他雜物的情況下，老混凝土粘結(jié)表面凸出的粗骨料和新鋪混凝土水泥漿之間的粘結(jié)力與新鋪混凝土粗骨料和水泥漿的粘結(jié)力基本相同。因此，只要新鋪混凝土配合比合適，老混凝土表面粗骨料潔凈，這種粘結(jié)強(qiáng)度就能達(dá)到新鋪混凝土強(qiáng)度。

(2)老混凝上表面水泥石與新鋪混凝土中水泥漿的粘結(jié)。由于上下層新老混凝土存在收縮應(yīng)變差，老混凝土表面水泥石與新鋪棍凝土水泥漿的粘結(jié)力，低于新鋪混凝土中水泥漿的強(qiáng)度。另外，老混凝土表面水泥石上有很多微空隙(包括較大的氣泡空隙、毛細(xì)孔隙和各種裂縫)，大部分空隙非常小，新鋪混凝土水泥漿中的水泥顆粒無法進(jìn)入，造成了這些空隙集中出現(xiàn)在粘結(jié)面上，降低了老棍凝上表面水泥石與新鋪混凝土中水泥漿的粘結(jié)力。

2.新老混凝土界面粘結(jié)微觀機(jī)理

水泥路面起砂處理微觀上講，在水泥混凝土中，由于水泥的化學(xué)膠凝作用，沙、石被膠結(jié)成一體，形成了水泥混凝土。在新老混凝土粘結(jié)面強(qiáng)度薄弱過度區(qū)內(nèi)，老混凝土表面水泥水化過程已經(jīng)基本完成，表面己經(jīng)失去活性，新老混凝土的粘結(jié)主要依靠新鋪混凝土中的水泥漿來實(shí)現(xiàn)與老混凝土粘結(jié)。新老混凝上之間的粘結(jié)力由機(jī)械嚙合力(新老混凝土晶體互相交互抱和形成)和范德華力(分子間引力)而構(gòu)成。

但是，這種粘結(jié)連接作用力較弱，因此新老混凝土粘結(jié)面呈疊層結(jié)構(gòu)。通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，老混凝土界面確有一疏松多孔的“薄弱過渡層”，對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度起決定性作用。該過渡層從老混凝土界面開始，深入新混凝土之中。

此外老混凝土具有親水性，修補(bǔ)時(shí)其表面形成一層水膜，這層水膜降低了新老混凝土粘結(jié)力。新鋪混凝土澆筑到老混凝土表面后，在老混凝土表面首先形成幾微米厚的水膜，水泥粒子的分布密度在緊貼老混凝土表面處幾乎為零，離表面距離越遠(yuǎn)，其分布密度也增大，水泥水化釋放出的各種離子依活性高低先后進(jìn)入界面水膜區(qū)域。普通硅酸鹽水泥最先形成水泥水化產(chǎn)物晶核Ca(OH)2和AFt，由于擴(kuò)散到水膜內(nèi)離子濃度較低，相應(yīng)過飽和度不高，故晶體生長速度大于成核速度，且有充分的空間讓晶體生長，故在此區(qū)域內(nèi)，水化產(chǎn)物晶體粗大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為疏松，導(dǎo)致大尺寸鈣釩石和氫氧化鈣品體數(shù)量顯著增加，粘結(jié)力降低。水泥路面起砂處理疏松多孔薄弱過渡層使新老混凝上晶體接觸面積減小，機(jī)械嚙合力和范德華力都降低，因此界面粘結(jié)強(qiáng)度較低。

顯然，如能增加老混凝土表面粗糙度，則新老混凝上晶體接觸面積就會(huì)增大，新老混凝土間機(jī)械嚙合力和范德華力就會(huì)增大，粘結(jié)強(qiáng)度就會(huì)提高。同樣，如果使用界面劑減少薄弱過渡層內(nèi)粗大晶體含量，則過渡層內(nèi)晶體接觸面積也會(huì)增大，品體間機(jī)械嚙合力和范德華力也會(huì)增大，從而提高粘結(jié)強(qiáng)度；另外，界面劑能夠浸入老混凝土微裂縫和微孔隙中，增大界面粘結(jié)面積，提高界面機(jī)械嚙合力，也能增大界面粘結(jié)強(qiáng)度。