[發明專利]一種水泥砂漿熱膨脹系數預測模型的構建方法

在審

• 申請號: 201410302397.X
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104050385A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 曹秀麗
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01N25/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種水泥砂漿熱膨脹系數預測模型的構建方法，屬于水泥基材料技術領域。

背景技術

熱膨脹系數是水泥基材料最基本和最重要的熱物理特性參數之一，熱膨脹系數直接決定了溫度變形大小。在混凝土中，水泥砂漿和粗骨料具有不同的熱膨脹系數。當溫度變化時，由于水泥砂漿與粗骨料之間的熱膨脹系數差異，水泥砂漿與粗骨料會產生不協調的溫度變形，并導致混凝土產生內應力，在界面上產生許多微裂縫，嚴重時甚至引起混凝土結構的破壞。因此，研究水泥砂漿的熱膨脹系數取值，是優化混凝土材料設計、有效減小內應力對混凝土結構危害的基礎。

傳統對水泥砂漿熱膨脹系數的研究，多通過試驗方法進行，但水泥砂漿熱膨脹系數測試所需試驗儀器專業性強，試驗操作過程復雜，試驗費用較高，而且試驗結果還受到原材料、配合比、環境條件及試驗人員操作技術等影響，往往得到的熱膨脹系數離散性較大，推廣性不夠。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術所存在的不足，本發明提供了一種水泥砂漿熱膨脹系數預測模型的構建方法，基于細觀角度，研究水泥砂漿內組分材料的性能及彼此之間相互作用對水泥砂漿的熱膨脹系數的影響，根據水泥砂漿組分材料的各性能參數直接預測水泥砂漿的熱膨脹系數，為優化混凝土材料設計提供可靠參數。

為解決上述問題，本發明具體采用以下技術方案：

一種水泥砂漿熱膨脹系數預測模型的構建方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟(A)，建立在水泥砂漿溫度變化時水泥凈漿與砂之間完全無粘結狀態的混合律模型，水泥凈漿和砂獨立變形，以水泥凈漿為基體，砂為夾雜，并根據混合律模型計算水泥砂漿的熱膨脹系數，

α_M1＝α_cpf_cp+α_sf_s????(1)

式(1)中，α_M1為按混合律模型計算出的水泥砂漿的熱膨脹系數，α_cp和α_s分別為水泥凈漿和砂的熱膨脹系數，f_cp和f_s分別為水泥凈漿和砂在水泥砂漿中所占的體積分數；

步驟(B)、建立在水泥砂漿溫度變化時水泥凈漿與砂之間完全粘結狀態的Turner模型，水泥凈漿與砂具有相同的變形，以水泥凈漿為基體，砂為夾雜，并根據Turner模型計算水泥砂漿的熱膨脹系數，

αM2=αcpfcpKcp+αsfsKsfcpKcp+fsKs---(2)]]>

式(2)中，α_M2為按Turner模型計算出的水泥砂漿的熱膨脹系數，K_cp和K_s分別為水泥凈漿和砂的體積模量；

步驟(C)、建立水泥砂漿溫度變化時水泥凈漿與砂之間部分粘結狀態的預測模型，水泥砂漿的熱膨脹系數介于水泥凈漿與砂完全無粘結、完全粘結兩種情況之間，以步驟(A)、(B)中所述的兩種模型為基礎，建立水泥砂漿的熱膨脹系數的預測模型，如下，