【摘要】 数字光电技术(DIC)是一种快速发展的光动力学方法，通过分析在测试中获得的一系列图像来获得样品的全测定变形，这种方法近年来被广泛用于分析材料的特性。

混凝土作为一种典型的非均质复合材料，通常被认为是一种由骨料、砂浆和界面过渡带(ITZ)组成的三相复合材料。

 

ITZ的密度和强度远低于骨料和砂浆，因此通常被认为是混凝土中的一个薄弱环节。

 

许多研究已经得出结论，ITZ的弱点主要有三个原因：微裂纹，高孔隙率和高含量的氢氧化钙。

 

因此，定量研究ITZ的机械性能对提高混凝土的整体强度和性能具有重要意义。

 

然而，ITZ的典型厚度为10-100μm，实验方法受到ITZ小尺寸的限制，因此理论模型和数值模拟缺乏可靠的ITZ机械性能的实验数据。

 

在过去的几十年里，为了测量ITZ的性质，许多学者提出了从宏观到微观的各种实验方法。

 

在宏观方面，通过拉伸、剪切和弯曲试验对ITZ整体区域的强度进行了实验研究，但是由于难以对ITZ的测定进行变形测试，很难获得ITZ特定区域的性能。

 

在微观方面，纳米压痕法是一种被广泛应用于测量ITZ弹性系数的替代方法。

 

例如，Yueyi等采用纳米压痕和SEM耦合方法研究了ITZ的微观结构和弹性特性，发现平均弹性系数随着飞灰的加入而降低。

 

博斯克等通过纳米压痕法研究了ITZ在含有各种再生骨料的混凝土中的性能。

 

徐等对浸泡在环氧树脂中的样品进行了纳米压痕研究，得到了ITZ中压痕模数的典型等高线图。

 

虽然纳米压痕法对探测ITZ的机械性能是有用的，但是与测定相关的一些不便之处也是存在的。

 

首先，制备纳米压痕样本的过程十分复杂，因为样本必须切割成小立方体，在真空条件下用环氧树脂浸渍，用金刚石粒子抛光，然后在乙醇中用超声波清洗。

 

此外，利用纳米压痕技术所得到的弹性系数，可能会受到填充环氧树脂的面积、样本中的气孔以及压痕测试点之间的距离所影响。

 

另一方面，随着扫描电子显微镜(SEM)技术的广泛应用，主要观察到ITZ的形貌和孔隙分配，但由于SEM装置在微观水平上的载荷问题，几乎不能观察到ITZ的机械性能。

 

因此，有必要发展一种方便的实验方法，以正确测量ITZ的机械性能。

 

为了更好地将微观层面的行为与混凝土的结构响应联系起来，ITZ的厚度和弹性系数在理解ITZ的机械性能方面起着重要作用。

 

然而，ITZ的实际厚度和弹性系数很难测量，因为ITZ的成分是不均匀和不透明的。

 

近几十年来，随着SEM和纳米压痕技术的不断发展，虽然现在已经可以获得有关ITZ厚度和模数的信息，但对于一般研究ITZ的性能而言，开发其他实验方法仍然是首要任务。

 

此外，有人建议，ITZ的机械性能可能受多种因素影响，例如集料类型、水灰比、养护条件等。

 

因此，一个适用于ITZ特性测定的实验方法也有助于研究各种因素对ITZ的影响。

 

数字光电技术(DIC)是一种快速发展的光动力学方法，通过分析在测试中获得的一系列图像来获得样品的全测定变形，这种方法近年来被广泛用于分析材料的特性。

 

陈等利用DIC设备分析了混凝土的分配收缩位移和应变，发现混凝土的位移图很好地反映了收缩下混凝土的干燥。

 

此外，广泛的测量已经证实，DIC方法对混凝土的损伤识别和失效测定具有很高的精确度。

 

1.Jintao He, Dong Lei, Wenxiang Xu, In-situ measurement of nominal compressive elastic modulus of interfacial transition zone in concrete by SEM-DIC coupled method, Cement and Concrete Composites, Volume 114, 2020, 103779, ISSN 0958-9465, https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103779.

 

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