水泥顆粒形貌及粒徑分布對水化反應(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)硬化過程是一個長期的、逐漸發(fā)展的過程。近20多年來，研究學(xué)者根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和反應(yīng)機理，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，對于研究顆粒形狀及粒徑分布對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)。通過對比不同軸徑比顆粒的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果，認(rèn)為軸徑比為3.0的橢球顆?？梢暂^好地代替真實顆粒。同時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，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，因此在實驗中只需測得其中的一

3、個量即可以推算出其它三個量的數(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，水泥漿的初凝時間和孔隙封閉的截止時間提前；當(dāng)軸徑比服從均值為1.0的正態(tài)分布時，隨著軸徑比區(qū)間的增大，水化程度也增大，水泥漿的初凝時間和孔隙封閉的截止時間提前；隨著水灰比的增大，水化程度也增大，水