基于水泥水化模擬的水泥石水滲透系數(shù)預(yù)測.pdf

1、混凝土水滲透性是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估和設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，它取決于混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征。本文通過計(jì)算機(jī)模擬重構(gòu)水泥石微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合滲透理論預(yù)測水泥石水滲透系數(shù)。主要進(jìn)行了以下三方面的研究:
　　根據(jù)水泥水化基本原理，模擬水泥水化全過程，將水化度模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，初步驗(yàn)證了本文方法的有效性。定量評價(jià)了水灰比、最小水泥顆粒直徑、最大水泥顆粒直徑和溫度對水化度的影響。
　　利用模擬所得的水泥石微觀結(jié)構(gòu)，分析了水泥石

2、毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)特性。提出了孔隙率和內(nèi)表面積的計(jì)算機(jī)模擬方法，定量評價(jià)了水灰比、最小水泥顆粒直徑、最大水泥顆粒直徑和溫度對孔隙率和內(nèi)表面積的影響。結(jié)果表明，毛細(xì)孔隙率隨著水灰比、最小水泥顆粒直徑和最大水泥顆粒直徑的減小而減小，但隨著溫度的降低而增大。對于水化28 d的水泥石，內(nèi)表面積隨著水灰比的減小而減小，但隨著最小、最大水泥顆粒直徑的減小和溫度的降低而增大。也提出了毛細(xì)孔孔徑尺寸分布的計(jì)算機(jī)模擬方法，討論了水灰比和最大水泥顆粒直徑對孔徑尺寸

3、分布的影響。
　　根據(jù)多孔材料的滲透原理，建立了水泥石各向同性的滲透模型，討論了修正的Kozeny-Carman方程，發(fā)現(xiàn)此修正方程僅適用于毛細(xì)孔隙率大于臨界值的情況。然后修正一般有效介質(zhì)理論的求解過程，討論毛細(xì)孔隙率小于臨界值時(shí)水泥石水滲透系數(shù)的預(yù)測，與格子波爾茲曼模型所模擬的結(jié)果比較初步驗(yàn)證了該方法的有效性。結(jié)果表明，在水泥水化過程中，水滲透系數(shù)隨著毛細(xì)孔隙率的減小而減小，當(dāng)毛細(xì)孔隙率小于臨界值時(shí)，水滲透系數(shù)急劇下降。對于給定