水泥水化過程及三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、本文介紹了一種新穎的設(shè)計(jì)并模擬水泥材料細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)的技術(shù)流程框架，針對水泥水化過程建模的特殊性提出了一種以數(shù)字圖像為基礎(chǔ)、忽略化學(xué)反應(yīng)細(xì)節(jié)、結(jié)合元胞自動機(jī)理論的新的建模方法，為水泥材料耐久性的研究與發(fā)展提供一種新思路。 本文所建立的水化模型中，以計(jì)算機(jī)的圖像像素代表水泥顆粒，每一種物相有唯一的身份標(biāo)識，并且可以規(guī)定其大小和數(shù)量，并隨機(jī)的放置在任意的位置；對水化模型中每一種物相的身份標(biāo)識賦予特定的顏色信息，在模擬過程中用不同的顏色

2、對不同的物相進(jìn)行區(qū)分，達(dá)到定性與定量計(jì)量的結(jié)合。 針對上述模型編制軟件以CemtureShop，可以模擬任意水灰比的水泥與水的混合過程，通過計(jì)算機(jī)模擬，將水泥材料的整個拌制過程，特別是水泥的水化過程在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行生動的可視化仿真。該軟件依據(jù)元胞自動機(jī)(cellular Automata)技術(shù)，對水泥水化過程中各個不同階段的細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬、分析、計(jì)算，從而得到水泥熟料中各組成物的水化程度、各種水化產(chǎn)物的百分含量、水泥石的孔隙

3、率以及孔的分布情況等等，并可以據(jù)此預(yù)測水泥材料硬化后的抗壓強(qiáng)度。通過對五種水泥基本性能參數(shù)的分析與計(jì)算，計(jì)算機(jī)模擬并預(yù)測得到各種水泥在不同齡期的細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)與抗壓強(qiáng)度。 運(yùn)用軟件CemtureShop設(shè)計(jì)者可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，在得到某種水泥的顆粒分布情況、氧化物含量情況的基礎(chǔ)上，可以快速對某種配合比條件下，該種水泥任意齡期的細(xì)觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬并預(yù)測其抗壓強(qiáng)度，克服了手工試驗(yàn)強(qiáng)度大、周期長的缺點(diǎn)，并預(yù)測該材料