基于水化動(dòng)力學(xué)模型的水泥基材料溫度效應(yīng)

呂全紅，肖蓮珍

武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢430205

水泥作為一種廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)建設(shè)的建筑材料，對其生產(chǎn)工藝及化學(xué)成分的研究已日趨成熟，但其內(nèi)部反應(yīng)機(jī)制復(fù)雜，而水化反應(yīng)機(jī)制最終將影響混凝土后期各物理力學(xué)性能的發(fā)展［1-3］，如抗裂性能及耐久性，特別對于其應(yīng)用于大體積混凝土，前期的絕熱溫升實(shí)驗(yàn)和大體積模型模擬研究水化反應(yīng)機(jī)制以及降溫措施可以有效預(yù)測并降低實(shí)際施工時(shí)裂紋的產(chǎn)生［4］，而且施工后養(yǎng)護(hù)溫度對水泥體系的強(qiáng)度及變形有較大影響，養(yǎng)護(hù)溫度過高，體系后期抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度降低，而且在內(nèi)部及外部的約束作用下混凝土不能自由變形，最終會導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生，因此，有必要研究養(yǎng)護(hù)溫度對水泥水化機(jī)制的影響。在實(shí)際施工時(shí)，水泥水化熱的釋放，溫度場、應(yīng)力場互相影響，使得實(shí)際操作難度大，裂縫控制困難。所以對混凝土溫度和應(yīng)力準(zhǔn)確推算、分析、模擬，是有效控制裂縫的前提［5］。

水化動(dòng)力學(xué)是一種結(jié)合水化反應(yīng)內(nèi)因（水泥反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)）和外因（反應(yīng)條件）對水化反應(yīng)過程影響的動(dòng)態(tài)研究水化反應(yīng)的方法，它能夠動(dòng)態(tài)地模擬和描述水化反應(yīng)過程，從而揭示水化反應(yīng)的宏觀和內(nèi)在機(jī)理［6-8］。對于水化動(dòng)力學(xué)的研究頗多，但比較有代表性且被廣泛認(rèn)可的是Krstulovic等［9］提出的水泥基材料的水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，該模型將水化過程分為結(jié)晶成核與晶體生長（nucleation and crystal growth，NG）、相邊界反應(yīng)（interactions at phase boundaries，I）、擴(kuò)散（diffusion，D）三個(gè)基本過程，最慢的過程決定水泥水化的整體發(fā)展。……