基于格构模型的水泥浆体离子稳态扩散模拟

首先采用数值模型得到水泥浆体的模拟微观结构,然后将其离散化为像素.根据该离散化微观结构建立具有扩散性能的格构单元组成的三维格构网络,求解固定离子浓度边界条件下通过水泥浆体的离子流量和内部离子浓度分布,并预测材料的扩散系数.在求解离子浓度分布的过程中,比较了差分法和共轭梯度法的优缺点,发现采用共轭梯度法更快捷.最后用稳态氯离子扩散试验验证了该模拟方法的可靠性,并预测了水泥浆体的氯离子有效扩散系数随水胶比和养护龄期的变化关系.     

分形理论及其在混凝土材料研究中的应用

混凝土在其形成和服役过程中表现出了一系列分形的特征。因而,研究人员将分形理论科学地引入混凝土研究之中。介绍了分形理论,综合评述了分形理论评价混凝土材料的胶凝材料颗粒特征、集料的表面特征、混凝土孔隙的分形特征、混凝土断裂韧性和断裂能的分形效应、分形理论在混凝土材料声发射中的应用,并提出分形理论在混凝土研究中的应用前景。     

水泥基复合材料集料与浆体界面研究综述(一):实验技术

关于界面研究,概括起来主要可以从以下5个方面考虑：(1)界面研究的相关技术手段;(2)界面微观结构特征的研究;(3)界面微观结构的形成及劣化机理;(4)影响界面微观结构因素的研究;(5)界面过渡区的性能对材料宏观性能(包括：力学性能和耐久性)影响的研究。对这些问题的研究是为了回答以下2个问题：(1)各种层次的界面过渡区到底在多大程度上影响着整个材料的力学性能和耐久性;(2)通过改善界面来达到改善水泥基复合材料的性能这一措施是否可行。由于界面研究的技术手段与方法随着其它相关技术与设备的引入而不断取得新的进展,促进了水泥基复合材料集料与浆体界面相关研究也不断取得新的成果。关于界面研究的新实验技术和方法,从如下4个方面进行了描述：(1)与界面过渡区微观结构表征相关的实验技术;(2)与界面过渡区力学性能(包括：粘结强度、刚度和断裂力学性能)相关的技术和方法;(3)与界面过渡区传输性能相关的技术和方法;(4)与界面过渡区收缩性能相关的技术和方法。     

混凝土中邻近集料表面最近间距分布的计算机模拟

混凝土中邻近集料问界面过渡区的相互影响程度、混凝土中原生裂纹的尺度范围以及中心质假说中集料效应圈的范围等都涉及到混凝土中最邻近集料表面间距分布的问题。由于常规的实验方法无法给出混凝土中集料空间分布的信息,同时以往的计算机模拟方法由于采用随机分布方式分布粒子,导致无法得到较高集料体积分数的模型混凝土结构,而采用具有粒子动态混合密实功能的SPACE系统,模拟了高集料体积分数混凝土的结构。在假定模型混凝土中集料的最小粒径为1mm的前提下,以符合Fuller分布为例,研究了模型混凝土中集料粒径分布和集料体积分数对邻近集料表面最近间距分布的影响。     

截面分析法对界面过渡区厚度的放大作用

在采用截面法分析研究截面过渡区厚度时，由于截平面并不一定正好垂直于集料的表面，导致得到的表观界面过渡区厚度与实际界面过渡区厚度是不同的。以3种规则形状(球形、椭圆形截面以及矩形截面)的集料为例，从几何概率角度研究了截面分析法对界面过渡区厚度的放大问题。研究结果表明，截面分析法得到的表观界面过渡区厚度都大于实际的界面过渡区厚度，平均放大倍数与集料的粒形有关。对正方体性集料而言，平均表观界面过渡区的厚度是实际界面厚度的1．12倍；对球形集料而言，实际界面过渡区厚度被放大了π／2倍。     

粉煤灰强度效应因子的动态预测

提出了粉煤灰强度效应因子ｋ的动态预测模型,该模型建立了粉煤灰强度效应因子与粉煤灰火山灰活性的指数、粉煤灰掺量、水胶比、龄期等主要参数之间的直接联系,并考虑了粉煤灰品种、水泥品种等其它因素的影响,最后,对模型进行了实验验证,预测结果与实验结果吻合较好     

计算混凝土中邻近集料表面间距平均值的体视学方法

借助于体视学中的平均自由程公式,给出了计算水泥基复合材料平均邻近集料表面间距平均值的方法,并给出了两种计算集料的表面积的方法：基于集料表面积近似计算的解析解法和混凝土样品截面的线采样分析法．结果表明：采用截面线采样分析法能够很好地近似计算混凝土中邻近集料表面间距的平均值,也提供了一种计算不规则形状集料粒子体系表面积的思路,混凝土中邻近集料表面间距的平均值大小只与混凝土中集料的体积分数、集料的密度以及集料的比表面积有关,而与集料的粒径分布（或粒径范围）无关．     

超高性能水泥基材料的力学行为及机理分析

研究安防系统对超高性能水泥基复合材料工作性及超高力学性能的特殊要求,以大掺量超细工业废渣取代水泥,掺加超高硬度细集料,采用高温干热养护制度,成功制备出一种超高性能水泥基复合材料.对其工作性及不同养护温度和养护时间下的力学性能进行测试,结果表明,制备的材料具有较好的工作特性及超高力学性能,可满足安保产品要求,其抗压强度最高可达240 MPa.采用X射线衍射技术、差热-热重分析方法及扫描电镜对其微观结构形成进行分析,结果显示,超高硬度细集料与胶凝材料的强物理结合使其在复合材料中起增强相的作用,高温养护加速了水泥的水化及矿物惨合料的火山灰反应,降低了材料中Ca(OH)2的含量,增加了C-S-H凝胶的含量,提高了材料的密实度,改善了界面微观结构,提高了超高性能水泥基复合材料的宏观力学性能.     

掺耐腐蚀早强超塑化剂的HPC管桩混凝土性能研究

为提高管桩混凝土耐腐蚀的性能,采用氯离子渗透、抗化学侵蚀等试验方法来研究耐腐蚀早强超塑化剂对HPC管桩性能的影响,并且对混凝土耐腐蚀早强超塑化剂的作用机理进行分析。相关试验结果表明:掺耐腐蚀早强超塑化剂的HPC管桩混凝土表现出优良的抗压强度和耐久性能,相关性能指标均优于掺普通外加剂的管桩混凝土。     

应用纳米压痕技术测试水泥粒子的弹性模量

应用纳米压痕技术实测了水泥粒子的弹性模量，并对试样制备技术进行了研究，分析了合理的样本数量。研究表明：应用酚醛树脂镶嵌水泥粒子后再进行磨光、抛光和超声波清洗等工艺可制得表面光洁度符合纳米硬度仪要求的试样；假定水泥粒子的弹性模量服从正态分布，其样本均值为17．4GPa，具有95％保证概率的置信区间为[14．7GPa，20．1GPa]，选取20个测试点即可得到较为可靠的数据。