粉煤灰综合利用
FLYASH COMPREHENSIVE UTILIZATION
2018NO.2
试验与应用
掺减水型减缩剂水泥胶砂力学性能分形表征 Fractal Characterization of Cement Mortar with Water-reducing Shrinkage Agent
徐亮，蒋亚清，王玉，吴昊一
（河海大学，江苏南京210098）
摘要：由甲基烯丙基聚氧乙烯醚（HPEG-2400）、甲基烯丙醇聚氧乙烯（VPEG-2400）、减缩醚类单体、丙烯酸（AA）等制备了一种减水型减缩剂（PCA-R)。以分形理论为基础，计算空白试样与掺PCA-R的水泥胶砂在龄期3d、7d、 28d的分形维数，分析分形维数与力学性能的关系。试验结果表明，水泥水化产物具有自相似性，利用Matlab软件和相关计算方法可以计算出水泥胶砂的分形维数，更深人的揭示了水泥胶砂微观结构对力学性能的影响，为水泥水化产物模型构造提供重要依据。计算所得水泥胶砂分形维数与力学性能之间具有线性相关特性。
关键词：减水剂；减缩剂；分形理论；微观结构；力学性能
中图分类号：TU528.59
文献标识码：A
文章编号：10058249（2018）02-0017-04
Xu Liang, Jiang Yaqing, Wang Yu, Wu Haoyi
(Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China)
Abstract: SRA with waterreducing (PCAR) is synthesized by methyl allyl polyoxyethylene ether (HPEG2400) , methyl allyl alcobol polyoxyethylene (VPEG2400) , reduced ether monomer, acrylic acid (AA) Based on fractal theory, the fractal dimension of oement mortar which is the blank and with PCAR are calculated at 3 d, 7 d, 28 d, and the relationship between fractal dimension and mechanical properties are analyzed. Experimental results show that cement hydration products have selfsimilarity, fractal dimension of cement mortar can be calculated quickly by using Matlab software and relavent calculation methods, the effect of microstructure on mechanical properties thus can be explained more strongly, which provides an important basis for building hydration product model. The caleulated fractal dimension of cement mortar has a linear correlation with the mechanical properties.
Keywords: water reducer, shrinkage agent; fractal theory; microstructure; mechanical property
分形理论是法国数学家Mandelbrot提出的一种新的方法论，分形理论的诞生给人们开辟了一条新的途径来解决传统几何学不能解决的问题“"。分形理论是一门交叉理论，在材料科学领域有着广泛的应用【2]。分形理论的研究，主要是通过计算研究对象的分形维数来描述，分形几何学作为数学工具，在复杂结构的生成、分析等方面具有很强的说明力，标志着现代数学的新进展【3]。
以往一般都采用宏观测试方法对水泥胶砂进行性能评价（4)，虽然直观的体现了水泥胶砂的性能，
第一作者：徐亮（1992~），男，硕士研究生。 Email:997380339@qq.com
通讯作者：蒋亚清（1963~），男，教授，博士生导师。
收稿日期：2018-02-06 万方数据
但在理论方面依旧缺乏合理的解释，并且采用分形理论（5)对水泥胶砂力学性能进行表征的报道相对较少，缺乏对水泥水化微观本质更深层次的研究，水泥水化产物模型构建还需更有力的依据。分形理论是当今世界研究的前沿学科，应用十分广泛[6]。分形理论的引人，可以使我们透过无序的混乱现象来揭示水泥胶砂的内在规律。
本文把水泥胶砂作为分形对象，利用Matlab软件和扫描电镜图像计算水泥胶砂的分形维数[7-9]，建立分形维数与力学性能的关系，定量的分析水泥胶砂微观结构与力学性能的关系。
1试验方法 1.1原材料
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