陈惠苏
,
孙伟
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.06.011
基于体视学和几何概率理论给出了引气混凝土三维气泡尺寸重构方法,由二维平面上气泡截面圆的直径分布计算气孔的实际尺寸分布,并生成了一个多尺度分布的立方体模型结构验证了该三维重构方法的合理性.然后,使用邻近粒子表面最近间距的解析解研究了气泡细度和混凝土含气量对邻近气泡表面最近间距平均值的影响,并与用传统方法得到的气泡间距因子进行了比较.结果表明,在含气量相同的条件下,用传统方法得到的气泡间距因子是邻近气泡表面最近间距平均值的3-4倍.该方法的给出,为从二维截面上获得的引气混凝土中的气泡截面圆信息获取实际气泡在三维空间中的气泡间距信息提供了依据.
关键词:
无机非金属材料
,
引气混凝土
,
间距因子
,
气泡
,
尺寸分布
,
三维重构
陈惠苏
,
孙伟
,
蒋金洋
,
Stroeven Piet
,
STROEVEN Martijn
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.04.018
采用具有粒子动态混合密实功能的SPACE系统,实现了高集料体积分数模型砂浆结构的生成.从而,以3种细集料粒径分布的模型砂浆(其中一种的粒径范围为0.125～1.34 mm,另外两种的粒径范围为0.25～5.00mm)结构为例,研究了集料细度和集料体积分数(ψ=40%～70%)对邻近集料表面最近间距分布的影响.结果表明,集料细度增加和集料体积分数增大都会使大尺度邻近集料表面最近间距出现的概率减小、小尺度邻近集料表面最近间距出现的概率增加,且峰值概率的位置向小间距方向偏移.另外,邻近集料表面最近间距的分区段累计概率结果分析表明,3种模型砂浆结构的邻近集料表面最近间距分布的57%以上小于10μm.最后,邻近集料表面最近间距的平均值的分析结果显示,当集料体积分数在40%～70%之间变化时,邻近集料表面最近间距的平均值在54.6～1.1μm之间变化;当砂浆中集料的体积分数在50%～70%之间变化时,邻近集料表面最近间距的平均值与集料的体积分数基本上呈线性关系;单位砂浆体积下集料的表面积的变化对邻近集料表面最近间距的平均值有影响,但二者之间的比值并非常数.
关键词:
数值模拟
,
邻近粒子表面最近间距
,
砂浆
,
集料
,
SPACE系统
陈惠苏
,
孙伟
,
周焱昌
,
STROEVEN Piet
,
SLUYS Lambertus Johannes
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.01.022
依据Torquato的最邻近表面函数公式,推导了新拌水泥浆体邻近水泥粒子表面最近间距分布的解析解,并采用计算机模拟生成了1个水泥浆体结构模型,选取邻近粒子表面最近间距概率密度分布曲线、区间概率曲线和累计概率分布曲线这3个函数检验模拟结果与理论结果之间的差别.结果表明,该解析解与计算机模拟实验结果吻合良好.利用该解析解,以Rosin-Rammler分布为例,研究了胶凝材料细度以及水胶比对邻近水泥粒子表面最近间距分布及其平均值的影响.结果显示,水泥细度对邻近粒子表面最近间距平均值的影响高于水胶比的影响.邻近粒子表面最近间距解析解的获得,不但为基于不同粒径分布以及尺度范围粉体之间搭配的高粉体初始堆积密度的实现提供了依据,而且对多尺度模拟方法中选取各级模型的尺度、量化粉煤灰浆体中粉煤灰颗粒的微集料效应、了解邻近集料间的交互作用程度以及界面重叠程度等问题具有参考价值.
关键词:
邻近粒子表面最近间距
,
Rosin-Rammler分布
,
固相体积分数
,
粒径分布
,
概率
,
水胶比
,
胶凝材料细度
陈惠苏
,
孙伟
,
STROEVEN Piet
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.02.024
借助邻近函数公式,给出了水泥基复合材料集料与浆体间界面过渡区体积分数的定量计算公式,并采用随机点采样方法验证采用该定量公式计算水泥基复合材料界面过渡区体积分数的可行性.在此基础上,预测了由符合Fuller分布的集料制备的混凝土中界面过渡区体积分数随集料体积分数和集料粒径范围的变化曲线.讨论了界面厚度变化、集料体积分数变化以及集料粒径分布变化对界面过渡区体积分数影响的差别,并给出了衡量界面过渡区重叠程度的定性和定量方法.结果表明:在常规集料体积分数下,三者中对界面过渡区体积分数以及界面过渡区重叠程度影响的主次顺序均为:界面过渡区厚度变化带来的影响＞集料体积分数变化带来的影响＞集料细度变化带来的影响.
关键词:
界面过渡区
,
体积分数
,
最邻近表面分布函数
,
Fuller分布
,
粒径分布
,
混凝土
陈惠苏
,
孙伟
,
赵庆新
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2006.04.027
借助于几何概率中的一些相关理论,从理论分析的角度,对表面为凸形曲线或曲面的二维和三维任意形状粒子建立了表观界面过渡区厚度统计平均值和实际界面过渡区厚度之间的定量关系.结果表明,对于二维凸形粒子,截面分析法所得的表观界面过渡区厚度的统计平均值与实际界面过渡区厚度之间的比值小于π/2.精确比值与粒子的形状有关.如果实际界面过渡区厚度与粒子的尺寸相比可以忽略的话,截面分析法所得的表观界面过渡区厚度的统计平均值与实际界面过渡区厚度之间的比值约等于π/2.对于三维凸形粒子,截面分析法所得的表观界面过渡区厚度的统计平均值与实际界面过渡区厚度之间的比值小于2,比值的精确解与粒子的形状有关.如果实际界面过渡区厚度与粒子的尺寸相比可以忽略的话,截面分析法所得的表观界面过渡区厚度的统计平均值与实际界面过渡区厚度之间的比值约等于2.
关键词:
截面分析法
,
界面过渡区厚度
,
粒子形状
,
放大倍数
,
几何概率
,
Cauchy均值定理
,
Crofton均值定理
