セメントの水和反応・組織形成シミュレーションによるコンクリートの材料特性予測

通过模拟水泥水化反应和结构形成来预测混凝土材料性能

基本信息

批准号：
14750488
负责人：
杉山央
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Building Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

コンクリートは、使用セメントの種類、調合、養生方法などの各種条件によって、その特性が大きく異なる材料である。このため、コンクリートの材料特性を的確に予測することは困難と考えられてきた。しかし、コンクリートの材料特性はセメントの水和反応の進行および微細組織の形成に支配されているため、これらをシミュレートすることが可能になれば、コンクリートの材料特性を予測することができる。本研究では、研究代表者がこれまでの研究により開発したセメントの水和反応・組織形成モデルを用いて、コンクリートの材料特性の中でも特に重要である強度発現および発熱特性を予測する手法を提案した。1.コンクリートの強度発現予測セメントの水和反応・組織形成モデルを用いてセメントの水和反応過程をシミュレートし、それに伴って形成される微細組織の細孔量を計算した。次に、細孔量とセメントペースト強度の関係を求め、セメントペーストの強度発現を予測した。さらにセメントペースト強度とコンクリート強度の関係を求め、コンクリートの強度発現を予測した。2.コンクリートの発熱特性予測ここでは、コンクリートの発熱特性を示す指標として重要である断熱温度上昇を予測の対象とした。まず、セメントの水和反応・組織形成モデルを用いてセメントの水和反応過程をシミュレートし、それに伴って発生する水和熱量を計算した。次に、セメントペースト部分から発生した水和熱が骨材に伝わり、コンクリートの温度が上昇する断熱温度上昇過程をシミュレートした。3.適合性の検証上記1および2で提案した予測手法の実測値との適合性を検証するための実験を行った。その結果、上記手法により種々のセメント種類・調合のコンクリートについて強度発現および発熱特性を精度良く予測できることが明らかになった。

混凝土是一种材料，其特性差异很大，具体取决于各种条件，例如所使用的水泥类型，配方和固化方法。因此，被认为很难准确预测混凝土的材料特性。但是，由于混凝土的材料特性受水泥水合反应的进展和微观结构的形成，如果可以模拟它们，则可以预测混凝土的材料特性。在这项研究中，主要研究者提出了一种预测强度和热产生特性的方法，在混凝土的材料特性中，使用水合反应模型和通过先前研究开发的水泥的组织形成模型。 1。预测混凝土的强度：使用水泥的水合反应和组织形成模型来模拟水泥水合反应的过程，并计算了形成的微观结构的孔量。接下来，确定了孔的数量与水泥糊的强度之间的关系，并预测了水泥糊的强度的发展。此外，确定了水泥糊和混凝土强度之间的关系，并预测了具体强度的发展。 2。在这里预测混凝土的热产生特征，绝缘温度的升高是预测的靶标，这是混凝土热产生特征的指标。首先，使用水合和组织形成模型模拟水泥的水合反应过程，并计算了相应产生的水合热量。接下来，将从水泥糊状部分产生的水合热量转移到骨料中，模拟了升高隔热温度的过程，其中混凝土的温度升高。 3。进行适用性实验的验证，以验证与上述1和2中提出的预测方法的实际测量值的兼容性。结果，已经揭示了上述方法可以准确预测各种水泥类型和复合混凝土的强度和热产生特性。