水泥混凝土的孔结构分形特征研究

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1、2016年第1期(总第315期)混凝土理论研究Number1in2016(TotalNo．315)ConcreteTHE0RETICALRESEARCHdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2016．01．014水泥混凝土的孔结构分形特征研究周胜波(广西交通科学研究院广西道路材料与结构重点实验室，广西南宁530007)摘要：混凝土细观结构中的孔隙具有大小不一、无序分布等特点，在对孔结构研究中需借助分形理论实施细观孑L结构特征的描述。针对目前混凝土孔结构特征研究中多种孔结构分形理论进行比较分析，揭示不同理论在混凝土孔结构研究中的适用性，对

2、于采用有效的分形理论来开展混凝土孔结构分布研究具有一定的指导意义。关键词：混凝土；孔结构；分形理论中图分类号：TU528．0l文献标志码：A文章编号：1002—3550(2016)01—0056—03ResearchonporestructurefractalcharacteristicsofcementconcreteZHOUShengbo(KeylaboratoryforroadmaterialandstructureofGuangxi，GuangxiTransportationResearchInstitute，Nanning530007，Chin

3、a)Abstract：Mesoscopicporestructureofconcretehasmanycharacteristics，suchassizesandthedisordereddistribution，SOthedescrip—tionofthemesoscopicporestructurecharacteristicsneedsbymeansoffractaltheory．Variousporestructurefractaltheoryappliedtoan—alyzetheconcreteporestructurecharacteris

4、ticsarecompared，andrevealstheapplicabilityofthedifferenttheoriesintheconcreteporestructureresearch．ItisofacertainguidingsignificancetOadopteffectivefractaltheoryt0studyondistributionofconcreteporestruc—ture．Keywords：concrete；porestructure；fractaltheory0引言1分形理论在混凝土孔结构中的应用混凝土材料是非均质

5、、多相的复杂结构体系，其宏观混凝土内部的孔隙结构是极为混沌、无序的，作为描所表现的非线性特征正是其内部结构复杂性的反映，尤其述事物不规则性和复杂性的分形理论，必将在混凝土孔结是其内部孔的结构特征与混凝土的力学性能和耐久性能构的研究中发挥重要的分析作用。1985年，WinslowH首有着密切的联系。但由于孔分布的随机无序性和孔形次将分形理论应用到水泥浆体表面结构特征的分形研究貌的多样性特点，使得混凝土细观组织结构变得异常“混中，Lange(1994年)基于分形理论和图像分析技术对水乱”和复杂，采用传统欧式几何学的点、线、面和立体组成泥基材料的孔结构分形特征

6、进行了分析，近年来，分形理的规则形体来描述孔显得束手无策，因此，在很长时间内论在混凝土孔结构的研究中已得到了长足进展。通常，混如何有效地描述孔特征成为科学家深入开展孔结构研究凝土孔分形的研究方法需要借助孔的分析表征手段和孔时面临的一个难题。结构分形模型二者的结合来开展，即利用分析表征方法测随着科学技术的进步和发展，问题终将能找到解决的定的数据，结合适宜的分形理论模型，通过数学计算处理途径和手段，1975年，IBM公司研究员法裔科学家曼德勃得到描述孔特征的分形维数。罗(Mandelbrot)教授首次提出了分形概念，并于70年Diamond(1999年)采用

7、背散射扫描电子显微镜观代形成了分形理论，这为科学家开启了研究无序状态事物察了普通混凝土水化过程中微观组织结构，由大孔边界组的大门，也为混沌的孔结构特征描述带来了希望。目前，基成的混凝土表面具有分形特征，至少在一定的范围内是自于分形几何学的理论已被广泛地用于探索物理、化学、生相似的，描述孔表面的分析维数是一个常数，它随着龄期、物、材料等众多学科领域事物内部所隐含的规律和物理机水灰比、或者多数别的变量的变化而变化。唐明(2000制，当然在混凝土这类多孔介质材料中也有着广泛的应年)基于分形理论对采用扫描电镜方法获得孔隙形貌分形用。本研究将对分形理论用于混凝土孔

8、结构研究的现状进以及压汞法获得的孔分布分形进行了分析评价，认为分形行分析比较，探