Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Числовое моделирование гидрации портландцемента...doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
31.08.2019
Размер:
963.58 Кб
Скачать

2.3. Влияние межчастичного взаимодействия

С другой стороны, при продолжении гидратации частицы цемента образуются межчастичные контакты. После образования межчастичного контакта, интенсивность гидратации снижается с уменьшением площади образуемого гидрата. Это следует из того, что В/Ц цементного теста значительно влияет на протекание гидратации цемента через геометрические характеристики частиц. В модели, предложенной здесь, частицы цемента с r>1 мк предположительно распределены в цементной матрице однородно, как псевдо-6-соседство. Слово «псевдо» используется здесь в том смысле, что в данной модели существует распределение частиц по размеру и возможность, что соседние частицы отличного от центральной размера. В добавление к этому, частицы с r<1 мк, обычно вступают в реакцию довольно быстро, и на это взаимодействие не должны влиять реакции частиц другого размера/не должны влиять геометрически. Эффект межчастичного взаимодействия на скорость/степень/соотношение гидратации каждой частицы смоделирован как расширяющаяся сфера в отдельной кубической ячейке, которое определяется первоначальным В/Ц. Размер единичной кубической ячейки определяется выражением (3):

Формула (3)

Где I - длина грани единичной ячейки, соответствующей частице цемента с радиусом r0;

ωВ/Ц.

Схематически модель межчастичного взаимодействия/контакта, отношение между нормированным радиусом расширяющейся частицы цемента (Rt /I) и свободной поверхности изображены на Рис. 1.

Рис. 1. схематическое изображение модели межчастичного взаимодействия и свободной поверхности расширяющийся частицы цемента как функции от нормированного радиуса цемента

Э ффект ограничения пространства на скорость гидратации цементной частицы в модели Томосавы выражается формулами (4) и (5):

Формула (4)

Формула (5)

Где Rt – радиус цементной частицы с гидратным слоем;

γw = 0,13 - соотношение адсорбированной воды с порах геля к прореагировавшему цементу (это не учтено/рассмотрено в модели Томосавы);

S(Rt) – функция/зависимость площади свободной поверхности от внешних продуктов реакции;

Cst – коэффициент для межчастичного взаимодействия, определяемый S(Rt)/(4πRt2);

vпредположительно = 2,0;

Cw - свободная энергия воды в цементной матрице и является функцией от относительной влажности, т.е. Cw=((rh-0,75),0,25)3, выведенной из эксперимента Оно [10].

2.4. Структура пор

На свободную энергию воды, адсорбированной в порах геля, влияют условия среды, такие как температура и относительная влажность. И эта свободная энергия адсорбированной воды влияет на скорость гидратации. По этой причине, поведение воды в цементной матрице, выраженное дифференцированием пор по размерам, необходимо для моделирования процесса гидратации. При моделировании пор различного размера в предложенной модели был использован упрощенный метод гомогенизации структуры Hymostruc [5], основанный на внедрении ртути. Форма пор предположительно является цилиндрической и суммарное распределение пор по размеру для капиллярных пор может быть описано математически выражением (6):

Формула (6)

Где V≤ø - объем капиллярных пор с диаметром d<ø;

Ø – диаметр капиллярной поры;

Ø 0 – минимальный диаметр капиллярной поры (2 нм);

а – константа структуры пор, определяемая выражением