基于多尺度模型的普通水泥净浆早龄期弹性模量预测方法

摘要

本发明公开了一种基于多尺度模型的普通水泥净浆早龄期弹性模量预测方法。该方法包括：步骤A、将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、获取各早龄期时刻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，计算早龄期时刻的水泥净浆各尺度的弹性模量；步骤D、对各早龄期时刻重复步骤C，得到普通水泥净浆在各龄期时刻的弹性模量。本发明根据水泥、水化产物本质属性及水泥净浆微观结构形成和发展规律，建立了普通水泥净浆弹性模量多尺度预测模型，从而将水泥净浆微观结构和宏观性能建立联系，从本质上解决了水泥基材料宏观性能影响因素多、试验数据离散大的问题。

主权项

1.基于多尺度模型的普通水泥净浆早龄期弹性模量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、将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、获取各早龄期时刻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，按照以下公式计算早龄期t时刻的水泥净浆各尺度的弹性模量：$E_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)=\frac{9{\mu }_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)}{3+{\mu }_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)/k_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)},$式中，为当前尺度的弹性模量，分别为该尺度体积模量和剪切模量，按照下述公式计算：$k_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)=\underset{r}{\Sigma }{f}_r\left(t\right)k_r\left(t\right){[1+{\alpha }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)(\frac{k_r\left(t\right)}{k_0\left(t\right)}-1)]}^{-1}\times {\left\{\underset{r}{\Sigma }{f}_r\left(t\right){[1+{\alpha }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)(\frac{k_r\left(t\right)}{k_0\left(t\right)}-1)]}^{-1}\right\}}^{-1},$${\mu }_{\mathrm{hom}}^{\mathrm{est}}\left(t\right)=\underset{r}{\Sigma }{f}_r\left(t\right){\mu }_r\left(t\right){[1+{\beta }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)(\frac{{\mu }_r\left(t\right)}{{\mu }_0\left(t\right)}-1)]}^{-1}\times {\left\{\underset{r}{\Sigma }{\mu }_r\left(t\right){[1+{\beta }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)(\frac{{\mu }_r\left(t\right)}{{\mu }_0\left(t\right)}-1)]}^{-1}\right\}}^{-1},$式中，k_r(t)、μ_r(t)、f_r(t)分别为该尺度第r种物相的体积模量、剪切模量、体积百分含量，r=1,2,…,N，N为该尺度所包含物相总数；k₀(t)、μ₀(t)分别为作为该尺度参考介质物相的体积模量、剪切模量；按照下述公式计算：${\alpha }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)=\frac{1}{1+\frac{4{\mu }_0\left(t\right)}{3k_0\left(t\right)}},$${\beta }_0^{\mathrm{est}}\left(t\right)=\frac{6[1+2\frac{{\mu }_0\left(t\right)}{k_0\left(t\right)}]}{5[3+4\frac{{\mu }_0\left(t\right)}{k_0\left(t\right)}]};$最大尺度的弹性模量即为早龄期t时刻的普通水泥净浆的弹性模量；步骤D、对各早龄期时刻重复步骤C，得到普通水泥净浆在各早龄期时刻的弹性模量。