[发明专利]一种水泥砂浆热膨胀系数预测模型的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥砂浆热膨胀系数预测模型的构建方法，属于水泥基材料技术领域。

背景技术

热膨胀系数是水泥基材料最基本和最重要的热物理特性参数之一，热膨胀系数直接决定了温度变形大小。在混凝土中，水泥砂浆和粗骨料具有不同的热膨胀系数。当温度变化时，由于水泥砂浆与粗骨料之间的热膨胀系数差异，水泥砂浆与粗骨料会产生不协调的温度变形，并导致混凝土产生内应力，在界面上产生许多微裂缝，严重时甚至引起混凝土结构的破坏。因此，研究水泥砂浆的热膨胀系数取值，是优化混凝土材料设计、有效减小内应力对混凝土结构危害的基础。

传统对水泥砂浆热膨胀系数的研究，多通过试验方法进行，但水泥砂浆热膨胀系数测试所需试验仪器专业性强，试验操作过程复杂，试验费用较高，而且试验结果还受到原材料、配合比、环境条件及试验人员操作技术等影响，往往得到的热膨胀系数离散性较大，推广性不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术所存在的不足，本发明提供了一种水泥砂浆热膨胀系数预测模型的构建方法，基于细观角度，研究水泥砂浆内组分材料的性能及彼此之间相互作用对水泥砂浆的热膨胀系数的影响，根据水泥砂浆组分材料的各性能参数直接预测水泥砂浆的热膨胀系数，为优化混凝土材料设计提供可靠参数。

为解决上述问题，本发明具体采用以下技术方案：

一种水泥砂浆热膨胀系数预测模型的构建方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，建立在水泥砂浆温度变化时水泥净浆与砂之间完全无粘结状态的混合律模型，水泥净浆和砂独立变形，以水泥净浆为基体，砂为夹杂，并根据混合律模型计算水泥砂浆的热膨胀系数，

α_M1＝α_cpf_cp+α_sf_s    (1)

式(1)中，α_M1为按混合律模型计算出的水泥砂浆的热膨胀系数，α_cp和α_s分别为水泥净浆和砂的热膨胀系数，f_cp和f_s分别为水泥净浆和砂在水泥砂浆中所占的体积分数；

步骤(B)、建立在水泥砂浆温度变化时水泥净浆与砂之间完全粘结状态的Turner模型，水泥净浆与砂具有相同的变形，以水泥净浆为基体，砂为夹杂，并根据Turner模型计算水泥砂浆的热膨胀系数，

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

式(2)中，α_M2为按Turner模型计算出的水泥砂浆的热膨胀系数，K_cp和K_s分别为水泥净浆和砂的体积模量；

步骤(C)、建立水泥砂浆温度变化时水泥净浆与砂之间部分粘结状态的预测模型，水泥砂浆的热膨胀系数介于水泥净浆与砂完全无粘结、完全粘结两种情况之间，以步骤(A)、(B)中所述的两种模型为基础，建立水泥砂浆的热膨胀系数的预测模型，如下，