水泥水化反应与混凝土自收缩的动力学模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第3卷第l期铁道科学与工程学报Vo1．3NO．12OO6年2月JOURNALOFRAIl＼^fAYSCIENCEANDENGINEERINGFeb．20D6水泥水化反应与混凝土自收缩的动力学模型阎培渝。郑峰(清华大学土木工程系，北京100084)摘要：基于水泥的多组分和多尺度水化反应的原理，分别建立了水泥的水化反应和混凝土自收缩的动力学模型。这2个模型均采用两阶段的经验公式，分别用于模拟水化反应和自收缩的快速发展阶段与平稳变化阶段。实测数据检验结果表明，这2个模型可以用于模拟硅酸盐水泥的等温水化放热曲线，以及用硅酸盐水泥

2、配制的混凝土的自收缩发展过程。关键词：动力学模型；自收缩；水化反应；水泥；混凝土中图分类号：TU528文献标识码：A文章编号：1672—7029(2006)01—0056—04DynamicmodelsofhydrationreactionofPortlandcementandautogenousshrinkageofconcreteYANPei-yuZHENGFeng(DepartmentofCivilEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084。China)Abstract：Thedynamicmodelsofhydra

3、tionreactionofcementandautogenousshrinkageofconcretewereconstructedrespectivelybasedonthemulti—compositionandmulti—scalehydrationreactionofcement．Inbothmodelstwo—stepregressiveequationsareadoptedtosimulatethestepofquickdevelopmentandthestepofevenchangeofhydrationre-actionandautogenoussh

4、rinkage．TheexperimentalresultsshowthatthesemodelsCanexpresspreciselytheisothermhydrationheatemissionCHIVeofPortlandcementandtheautogenousshrinkageprocessofconcretepreparedwithPort-landcement．Keywords：dynamicmodel；autogenousshrinkage；hydrationreaction；cement；concrete高强高性能混凝土在现代土木工程中的应用化学

5、收缩。初凝前，混凝土处于塑性状态，化学收越来越广泛。在实际应用过程中发现，高强高性能缩表现为宏观体积减小的塑性收缩。初凝后，由于混凝土的总收缩量与普通混凝土的相近，但是高强水泥石内部刚性结构形成，化学收缩受到限制，其高性能混凝土的开裂敏感性却远比普通混凝土的结果是在水泥浆体中产生大量细小的毛细孑L。在大，这是因为低水胶比的高强高性能混凝土自干燥水泥水化过程中，如果浆体内部水分供应速度小于收缩量较大。研究结果显示，混凝土的水胶比为因水化而消耗的速度，那么，在毛细孑L内部便从水0．4时，其自收缩量占总收缩量的40％；水胶比为饱和状态向不饱和状态转变，发生白干燥作用，导0．

6、3时，占50％⋯i。除自收缩外，自收缩速率也是致毛细孑L内部产生负压，从而引起宏观体积收缩，影响混凝土开裂敏感性的重要因素。探讨混凝土称为混凝土的自收缩。自收缩可定义为：在与外界的自收缩机理及其对混凝土抗裂性能的影响是近没有水分交换的条件下，混凝土内部白干燥作用引年来混凝土材料科学研究的热点之一。混凝土的起的收缩。从本质上讲，混凝土的自收缩是由胶凝自收缩与胶凝材料的水化过程密切相关。硅酸盐材料的化学收缩引起的；但是，硬化胶凝材料浆体水泥在水化过程中浆体体积减小8％10％，称为和骨料对混凝土体积变化的限制作用等物理因素，收稿日期：2005—12—11作者简介：阎培渝(1

7、955一)，男，重庆人，教授。博士，从事胶凝材料与混凝土研究维普资讯http://www.cqvip.com第1期阎培渝，等：水泥水化反应与混凝土自收缩的动力学模型57明显地影响着混凝土自收缩的大小与发展速率。NG阶段(～T1)：为了研究混凝土的自收缩机理及其发展速率，必须Q=Q一(1一exp{一[K'l(t一￡0)]}+；(2)研究胶凝材料的水化过程及其反应速率。目前，人dO——d一们对水泥基材料水化反应的动力学过程进行了研Q—n()exp{_[K'l(t一o)(￡一to)。究[2，，但对混凝土自收缩过程的动力学研究很少。对于混凝土自收缩的研究，目