基于分形理論的水泥制品孔隙特征研究

劉 陽

(1.中赟國際工程有限公司，河南 鄭州 450000；2.河南省地質(zhì)災(zāi)害防治工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450000；3.鄭州市中原智慧地質(zhì)研究院，河南 鄭州 450000)

長期以來，人們對混凝土或水泥制品的研究大多是從耐久性、滲透性、導(dǎo)熱性、強(qiáng)度、脆性等方面開展的宏觀研究，隨著新材料的開發(fā)應(yīng)用和研究手段的升級，科研工作者又開始對混凝土或水泥制品展開一系列的細(xì)觀或微觀研究，揭示其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的特征以及與力學(xué)性能、滲透性能、混凝土或水泥制品導(dǎo)熱性能的關(guān)系。唐明[1]利用孔隙分形理論對混凝土的孔隙特征進(jìn)行了分析評價，通過對斷面掃描圖片的灰度處理，進(jìn)行了孔隙斷面表面分維研究；通過壓汞實(shí)驗(yàn)堆對孔隙體積分維進(jìn)行了研究。周勝波[2]針對混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)，通過幾種分形模型研究對比得出Menger 海綿體模型也適合描述混凝土孔隙特征。劉陽等[3]提出了多孔結(jié)構(gòu)體的孔隙體積分形維數(shù)、表面分形維數(shù)的算法，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了多孔結(jié)構(gòu)比表面積的計算公式，發(fā)現(xiàn)孔隙比表面積與孔隙率和孔隙的表面褶曲粗糙程度有關(guān)，孔隙比表面積需要用體積分維和表面分維兩個獨(dú)立變量表示。王學(xué)龍等[4]以Menger模型為基礎(chǔ)，根據(jù)壓汞實(shí)驗(yàn)計算出多孔鎳試件的孔隙體積分形維數(shù)為2～3，同時研究了孔徑分布與孔隙分形的關(guān)系。王清等[5]采用壓汞測試方法對土體試樣進(jìn)行孔隙測定，從孔徑大于某一孔徑的體積累計百分含量的雙對數(shù)曲線圖發(fā)現(xiàn)二者的關(guān)系圖大致分為三段折線，每一段折線代表一個標(biāo)度不變區(qū)間，從而每個折線端點(diǎn)被確定為孔徑等級劃分的依據(jù)。……