[发明专利]硬化普通水泥净浆热膨胀系数多尺度预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬化普通水泥净浆热膨胀系数多尺度预测方法，属于水泥基材料技术领域。

背景技术

硬化水泥基材料的热膨胀系数是其基本参数之一，也是结构设计重点关心的参数之一，其取值大小直接关系都结构内力大小，进而对配筋数量、截面尺寸选择产生重大影响，有时会成为设计控制参数。研究水泥净浆的热膨胀系数取值，是研究水泥基材料热膨胀系数的基础。但传统的测定水泥净浆热膨胀系数的方法，耗时耗力且产生废弃物，同时由于原材料、配合比、环境条件、测试设备及测试方法以及试验人员操作技术等原因，给出的热膨胀系数离散性较大，甚至互相矛盾。

复合材料的总体性能取决于组成材料的性能、几何形态以及拓扑结构。水泥净浆是相当复杂的非均匀复合材料，其组成物质繁多，固、液、气三相共存，并且无序分布，这些物质分布的尺度范围广，从纳米到微米、毫米都有分布，而且其组成结构在水化过程发生较大变化。多尺度方法可以考虑不同尺度上的组成材料特征，实现从微观-细观-宏观的材料性能模拟，建立材料组成成分性能、微观结构与宏观性能之间的关系，并从根本上解释材料宏观性能的变化机理，这对于促进材料研究具有重大意义。目前对于水泥净浆热膨胀系数的研究多集中于试验研究，停留在宏观表象的层次上，得出的结论只在有限的范围内有意义，大大限制了其工程应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种硬化普通水泥净浆热膨胀系数多尺度预测方法，可以根据组成材料组分和水化产物的本质属性，基于水泥净浆微观结构形成与演变过程，采用多尺度和均匀化方法确定硬化水泥净浆热膨胀系数，从而为水泥基材料早期力学、变形性能研究及数值仿真分析提供准确参数。

本发明的硬化普通水泥净浆热膨胀系数多尺度预测方法，包括以下步骤：

步骤A、将硬化普通水泥净浆按照微观结构组成划分为不同尺度，不同尺度包含不同典型物相；

步骤B、获取硬化普通水泥净浆不同尺度中各个物相的体积百分含量；

步骤C、从最小尺度开始，采用向上逐步均匀化方法，按照以下公式依次计算硬化普通水泥净浆各尺度的热膨胀系数：

αXhom=κXhom/KXhom,]]>

式中，为当前尺度的热膨胀系数，和分别为该尺度的温度应力系数和体积模量，按照下述公式计算：