水泥砂浆界面处纳米压痕的近场动力学模拟

摘要

为了分析界面过渡区对水泥基材料的整体工程力学性能的影响,构建近场动力学方案用于模拟水泥砂浆界面处纳米压痕进程。方案中水泥颗粒和砂子颗粒均视为在纳米尺度上具有实际微观粒子性能的离散颗粒的集合,并将近场动力学方法中的本构力函数和长程范德华力结合构建了水泥砂浆界面处不同组分之间的作用力函数。在纳米压痕仿真中,在压头下压时,压头中心位于模型界面中心,通过给出弹性模量的数值,得到模型的位移分布图、能量分布图以及压头作用力与位移关系的曲线图,从纳米尺度上分析界面过渡区力学性能的变化。结果表明:水泥砂浆界面处水泥与砂浆部分的能量分布有明显区别,砂子部分的能量数值大于水泥部分;界面过渡区的力学性能与基体材料的性能密切相关,并呈现出高度的非均匀性,由此验证了水泥砂浆界面过渡区力学性能相对薄弱的事实。