水泥石水渗透系数预测的数值方法

发布时间：2021-07-04 05:06

　　基于水泥石结构的计算机模拟,提出了水渗透系数估计的随机行走算法。在该算法中,将水泥颗粒模拟成各种尺寸的球体,应用水化反应原理,在微观水平上重构水泥石结构,并进一步计算水化度和毛细孔隙率。与实测值和经验公式对比,验证了水泥水化模型的有效性。基于微观水平上重构的水泥石结构,应用随机行走算法计算水渗透系数。与有效介质方法相比,初步证实了该算法的有效性,也详细分析了该算法的局限性。 

【文章来源】：浙江工业大学学报. 2019,47(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１水泥浆体结构Ｆｉｇ．１Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅ

随着时间的增长，水化凝胶产物不断生成并开始相互干扰，各水泥颗粒和孔空间不断收缩。图２不同水化时间未水化水泥、水化产物凝胶和孔隙的分布Ｆｉｇ．２Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｕｎｈｙｄｒａｔｅｄｃｅｍｅｎｔ，ｈｙｄｒａｔｉｏｎｇｅｌ，ａｎｄｐｏｒｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｓ１．３水化度和毛细孔隙率预测基于水化度的定义，利用计算机模拟可以获得不同水化时间的水化度α，并与Ｄａｎｉｅｌｅｓｓｉｏｎ［１１］的实测值对比，如图３所示。从图３可以看出：模拟值与实测值良好吻合，当水灰比等于０．３，０．５时，它们之间的相关系数分别为０．９８５３，０．９８７９。再应用蒙特卡罗法计算不同水化时间的毛细孔隙率φ，并与经验公式对比［１２］，如图４所示。图４表明：模拟值与经验公式也良好吻合，它们之间的相关系数为０．９９９８。因此，模拟方法具有较高的精度。图３水化度预测结果与试验数据比较Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｅｇｒｅｅｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ图４毛细孔隙率模拟结果与经验公式比较Ｆｉｇ．４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ２水泥石水渗透系数计算考虑ｚ≥０半空间上的水泥石，流体力学理论［１３］表明：水在水泥石孔隙中的渗透深度Ｌ（ｘ，ｙ，ｚ）和ｚ方向

ｎｄｐｏｒｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｙｄｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｓ１．３水化度和毛细孔隙率预测基于水化度的定义，利用计算机模拟可以获得不同水化时间的水化度α，并与Ｄａｎｉｅｌｅｓｓｉｏｎ［１１］的实测值对比，如图３所示。从图３可以看出：模拟值与实测值良好吻合，当水灰比等于０．３，０．５时，它们之间的相关系数分别为０．９８５３，０．９８７９。再应用蒙特卡罗法计算不同水化时间的毛细孔隙率φ，并与经验公式对比［１２］，如图４所示。图４表明：模拟值与经验公式也良好吻合，它们之间的相关系数为０．９９９８。因此，模拟方法具有较高的精度。图３水化度预测结果与试验数据比较Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｄｅｇｒｅｅｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ图４毛细孔隙率模拟结果与经验公式比较Ｆｉｇ．４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃａｐｉｌｌａｒｙｐｏｒｏｓｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ２水泥石水渗透系数计算考虑ｚ≥０半空间上的水泥石，流体力学理论［１３］表明：水在水泥石孔隙中的渗透深度Ｌ（ｘ，ｙ，ｚ）和ｚ方向上的流速ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）均满足拉普拉斯方程，并在孔隙边界Ｓ上满足狄利克雷边界条件，即ΔＬ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（７）Ｌ（ｘ，ｙ，ｚ）Ｓ＝ｚ（８）Δｕ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０（９）ｕ（ｘ，ｙ，ｚ）

【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔材料水渗透系数预测的随机行走法[J]. 郑建军,张堃,周欣竹,李政.  浙江工业大学学报. 2017(05)
[2]水泥水化计算机模拟方法及应用[J]. 郑建军,熊芳芳,庞宪委.  混凝土. 2008(03)

硕士论文
[1]混凝土水渗透系数预测的数值方法[D]. 胡浩.浙江工业大学 2012



本文编号：3264099