[发明专利]基于液态簧振动力学谱方法检测水泥水化反应的方法

说明书

技术领域

本发明属于应用物理领域，具体来讲公开了一种基于液态簧振动力学谱方法检测水泥水化反应的方法。

背景技术

水泥基材料和混泥土是现代最重要的建筑材料。该材料在制造和使用过程中，不可避免地会产生微裂纹和局部损伤,这是由于水化反应和周围环境的变化引起混泥土内部产生膨胀应力，当膨胀应力大于混泥土的抗拉强度时，会导致应力裂纹的出现，严重影响混泥土结构的性能。所以充分掌握混泥土的水化反应过程和微结构演化以及相关物理机理的裂纹萌生过程的动力学机理，对于准确计算混泥土的变形的大小、指导结构设计、提高混泥土结构的耐久性等具有十分重要的意义。水泥材料的水化反应过程和裂纹萌生过程是水泥等材料和混泥土中进行的基本的物理化学过程，首先它是一个复杂的物理和化学过程，其中涉及物质的传递这个物理过程以及物质的化学反应的过程，这个过程决定了材料的微观结构，并与材料的力学性质密切相关；其次，水化反应过程和裂纹萌生过程的影响因素很多，比如：水灰比、水化龄期、掺合料等，一直是人们研究的焦点；最后，水化反应过程和裂纹萌生过程对材料的强度和耐久性有直接的影响，从而影响建筑物的性能，因此，水泥化反应过程和裂纹萌生过程的研究一直是科研工作者的重点。

目前已有的混凝土材料中裂纹产生研究，主要集中在从细观层次到宏观层次的裂纹扩展阶段。例如，可以采用机械载荷方法，并结合扫描电镜（SEM）、CT扫描、声发射监测和数字散斑（DSCM）观察等，研究细观裂纹到宏观裂纹的产生及扩展特性。相关的裂纹扩展理论和模型探索也有长足的发展，基于断裂力学理论所建立的相关模型（如，分离裂缝模型（Discrete Crack Model）、分布裂缝模型（Smeared Crack Model）和虚拟裂纹模型（Fictitious Crack Model））适合于研究从细观层次到宏观层次裂纹贯穿过程；损伤力学理论所建立的相关模型（如，Loland模型、Mazars模型、分段线性模型、Sidoroff损伤模型、Krajcinovic损伤模型、网格模型（Lattice Model），粒子模型、细观模型、梁—颗粒模型等）适合于研究从细观层次到宏观层次裂纹扩展过程的研究。但是对裂纹萌生阶段，即从分子层次到细观层次裂纹的演化过程中，材料微结构的变化细节与裂纹萌生过程的实时演化，很少见文献报道。