基于HYMOSTRUC3 D的水泥基材料微结构变化规律研究

• 作者: 余尹飞 全奇 刘天乐 李丽霞 白世卿 蒋国盛 郑少军
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 工学
• 关键词: 水泥水化 HYMOSTRUC3D模型 矿物掺合料 微观结构 CH含量 水化放热
• 年，卷（期）: 2020,（22）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料
• 页码范围: 22047-22053
• 页数: 7页
• 分类号: TU52
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.19090115

摘要

现代水泥基材料大量使用矿物掺合料,使得关于水泥石微观结构演变特征的研究变得更加复杂.本实验充分考虑材料氧化物组成和含量,计算出硅酸盐水泥、粉煤灰和矿渣的水化速率参数,并代入HYMOSTRUC3D模型中建模,同时考虑水灰比和矿物掺合料的影响,建立了水泥、C-S-H、CH、水化热、孔隙率、孔径分布等随水化龄期的变化关系,获取了水泥水化过程中微观结构的演变信息.基于在HYMOSTRUC3D中所建模型获取了CH和C-S-H的含量,并与XRD测试结果和CEMHYD3D模拟结果进行了对比;考虑了CH在水泥水化过程中的产生以及与FA或BFS混配形成的水泥基材料中的消耗;并模拟研究了不同掺量的活性矿物掺合料对水泥水化放热的影响;同时,预测了水灰比对孔隙率和孔径分布的影响以及孔隙率和孔径分布随时间的变化规律.研究结果表明:HYMOSTRUC3D模拟结果与XRD实验测试结果、CEMHYD3D模拟结果整体吻合较好,验证了所计算水化速率参数和所建立模型的准确性.同时还发现,FA或BFS的掺入可消耗水泥水化产生的CH,且可有效控制水泥基材料的水化放热,掺量越大,消耗的CH越多,控热效果越明显.此外,水灰比越大的水泥浆孔隙率越大,大孔越多,孔径分布越宽.