水泥顆粒形貌及粒徑分布對(duì)水化反應(yīng)過程的影響.pdf

1、水泥基材料是典型的多孔材料，其微觀結(jié)構(gòu)是其作為建筑材料的力學(xué)特性和熱濕傳輸特性的基礎(chǔ)。水泥的凝結(jié)硬化過程是一個(gè)長(zhǎng)期的、逐漸發(fā)展的過程。近20多年來，研究學(xué)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和反應(yīng)機(jī)理，提出了許多水泥水化模型。但現(xiàn)有的水化模型大多假設(shè)水泥顆粒為圓球，與顆粒的實(shí)際形狀有一定的差距，影響了模擬的精度。因此，構(gòu)建出能夠表示不同形貌水泥顆粒的水化模型，對(duì)于研究顆粒形狀及粒徑分布對(duì)水化過程的影響具有重要的理論意義。
　　本研究在綜合比較各種形貌顆

2、粒的構(gòu)造方法之后，將水泥骨料假設(shè)為橢球形顆粒，改進(jìn)了橢球形顆粒的重疊檢測(cè)算法和體相標(biāo)記算法，并將重構(gòu)的橢球形顆粒堆積模型應(yīng)用于CEMHYD3D水化反應(yīng)。通過對(duì)比不同軸徑比顆粒的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為軸徑比為3.0的橢球顆?？梢暂^好地代替真實(shí)顆粒。同時(shí)觀察了水化過程中微觀結(jié)構(gòu)演變過程，發(fā)現(xiàn)在28 d齡期時(shí)，小顆粒已經(jīng)水化完畢，而大顆粒仍接近橢球狀。水化過程中水化程度與水化熱和化學(xué)收縮量成正比，與孔隙率成反比，因此在實(shí)驗(yàn)中只需測(cè)得其中的一

3、個(gè)量即可以推算出其它三個(gè)量的數(shù)值。在此基礎(chǔ)上，采用了控制變量法，比較了橢球形顆粒的軸徑比、軸徑比分布區(qū)間、水灰比和粒徑分布對(duì)水化進(jìn)程中的水化程度、固相連通率和孔相連通率的影響，并分析了其原因。研究表明：隨著橢球顆粒軸徑比的增大，水化程度也增大，水泥漿的初凝時(shí)間和孔隙封閉的截止時(shí)間提前；當(dāng)軸徑比服從均值為1.0的正態(tài)分布時(shí)，隨著軸徑比區(qū)間的增大，水化程度也增大，水泥漿的初凝時(shí)間和孔隙封閉的截止時(shí)間提前；隨著水灰比的增大，水化程度也增大，水