[發明專利]一種普通水泥凈漿早齡期熱膨脹系數多尺度預測方法

有效

• 申請號: 201310031247.5
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103091352A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 趙海濤;吳勝興;曹秀麗;張風臣;黃冬輝;王潘繡;陳育志;駱勇軍;唐易民
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

技術領域

本發明涉及一種普通水泥凈漿早齡期熱膨脹系數多尺度預測方法，屬于水泥基材料技術領域。

背景技術

水泥基材料早齡期的熱變形是其早期開裂的重要影響因素之一，其中其熱膨脹系數是熱變形的決定因素之一。研究水泥凈漿的熱膨脹系數取值，是研究水泥基材料熱膨脹系數的基礎。但傳統的測定水泥凈漿早齡期熱膨脹系數的方法，耗時耗力且產生廢棄物，同時由于原材料、配合比、環境條件、測試設備及測試方法以及試驗人員操作技術等原因，給出的熱膨脹系數離散性較大，甚至互相矛盾。

復合材料的總體性能取決于組成材料的性能、幾何形態以及拓撲結構。水泥凈漿是相當復雜的非均勻多孔介質材料，其組成物質繁多，固、液、氣三相共存，并且無序分布，這些物質分布的尺度范圍廣，從納米到微米、毫米都有分布，而且其組成結構在水化過程發生較大變化。多尺度方法可以考慮不同尺度上的組成材料特征，實現從微觀-細觀-宏觀的材料性能模擬，建立材料組成成分性能、微觀結構與宏觀性能之間的關系，并從根本上解釋材料宏觀性能的變化機理，這對于促進材料研究具有重大意義。目前對于水泥凈漿熱膨脹系數的研究多集中于試驗研究，停留在宏觀表象的層次上，得出的結論只在有限的范圍內有意義，大大限制了其工程應用范圍。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種普通水泥凈漿早齡期熱膨脹系數多尺度預測方法，可以根據組成材料組分和水化產物的本質屬性，基于水泥凈漿微觀結構形成與演變過程，采用多尺度和均勻化方法確定水泥凈漿早齡期熱膨脹系數，從而為水泥基材料早期力學、變形性能研究及數值仿真分析提供準確參數。

本發明具體采用以下技術方案：

一種普通水泥凈漿早齡期熱膨脹系數多尺度預測方法，包括以下步驟：

步驟A、將普通水泥凈漿按照微觀結構組成劃分為不同尺度，不同尺度包含不同典型物相；

步驟B、獲取各早齡期時刻不同尺度中各個物相的體積百分含量；

步驟C、從最小尺度開始，采用向上逐步均勻化方法，按照以下公式計算早齡期t時刻的水泥凈漿各尺度的熱膨脹系數：

αXhom(t)=κXhom(t)/KXhom(t),]]>

式中，為當前尺度的熱膨脹系數，和分別為該尺度的溫度應力系數和體積模量，按照下述公式計算：