水泥基复合材料细观组织结构的三维计算机模拟

摘要

介绍了一项新颖的设计并模拟水泥基复合材料水化过程并依据水泥细观组织结构预测水泥性能的技术流程框架,为水泥基复合材料耐久性的研究和发展提供了一种新思路。建立了一个随机的、基于数字化影像基础(DIBM)的模型,通过计算机模拟,将水泥基复合材料的整个拌制过程,特别是水泥的水化过程在计算机上进行生动的可视化仿真。随机模型依据元胞自动机(cellular automata)技术,对水泥水化过程中各不同阶段的细观组织结构进行模拟、分析和计算,得到水泥熟料中各组成物的水化程度、各种水化产物的体积分数、水泥石的孔隙率以及孔的分布情况等,并依此预测水泥基复合材料硬化后的性能。通过对纯硅酸盐水泥基本性能参数的分析与计算,计算机模拟得到该种水泥在不同龄期的水化产物及细观组织结构。