Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Числовое моделирование гидрации портландцемента...doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
31.08.2019
Размер:
963.58 Кб
Скачать

Vpore – полный объем капиллярных пор;

Ømax – максимальный диаметр капиллярных пор.

Касательно свойств воды, таких как плотность, давление пара, поверхностное натяжение и так далее, они уже были смоделированы несколькими учеными [11] и их изотермические модели [12] приняты для описания поведения воды в капиллярных порах/

Формула (7)

Где Iw – толщина слоя адсорбированной воды, нм;

h0 – это коэффициент, равный 0,194 нм;

Eab – энергия активации адсорбции, равная 18 кДж/моль;

R - газовая постоянная;

Т – температура, К.

Данный распределение пор по размеру, количество воды в капиллярах и температура в кельвинах могут влиять на относительную влажность в порах, поверхностное натяжение и плотность воды, что видно из выражения (7).

2.5. Концепция полиминеральности (сложного состава/структуры).

Клинкерные минералы, такие как алит (C3S), белит (C2S), трехкальциевый алюминат (С3А) и алюмоферритная фаза (C4AF) взаимодействуют с водой по-разному. Отсюда следует, что состав цемента значительно влияет на степень гидратации. Взаимодействие отдельных составляющих цемента, принятые для предложенной модели, сведены в Таблицу 1, а прочность составляющих цемента и гидратов приведена в Таблице 2.

При условии, что номинальная скорость реакции на единицу площади непрогидратировавшего цемента kr может быть выражена как сумма скорости реакции каждой составляющей цемента kri , формула (14) содержит:

Формула (14)

Где ai – доля площади поверхности каждой составляющей, принятой равной объемному соотношению каждой из составляющих в непрореагировавшем цементном ядре;

i – представляет собой C3S, C2S, С3А и C4AF.

В следствии этого, ρс и γg меняются в процессе гидратации и вычисляются по формулам (15) и (16):

Формула (15)

Формула (16)

Где pi – плотность каждого минерального компонента;

γi – стехиометрическое отношение массы воды к массе i составляющей, определяемые по таблице 1 и 2.

Таблица 1. Реакция гидратации и теплота образования составляющих цемента

Минерал

Уравнение реакции

Теплота гидратации, Дж/г

Формула №

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

Таблица 2. Плотность химических составляющих, участвующих в процессе гидратации

Минерал

Плотность, г/см3

Минерал

Плотность, г/см3

*1 – включая физически-связанную воду; *2 – исключая физически-связанную воду.

2.6. Индукционный период

Т ак как механизм индукционного периода процесса гидратации не до конца ясен, выражение детерминирующего коэффициента kd феноменологически определяется:

Формула (17)

Гле В и С - значения детерминирующих коэффициентов;

α – средняя степень гидратации цемента.

Формула (17) отражает результаты эксперимента, в котором на индукционный период не влияют размеры частиц цемента, а второй экстремум на тесте колориметра вызван размерами частиц цемента. [13]/

2.7. Влияние температуры

Влияние температуры на значения детерминирующих коэффициентов выражено в формуле (4), и смоделировано с помощью закона Аррхеноу:

Формула (18)

Формула (19)

Формула (20)

Где В20, De,20, и kr20,i объёмы B, De и kr,i при 293 К соответственно;

β1 , β2 и Ei – коэффициенты для температурной зависимости для B, De и kr,i соответственно;

Cα,T – коэффициент, учитывающий влияние степени гидратации и температуры обработки на De,20.