《基於CPM模型的生態自密實混凝土材料設計關鍵技術研究》是依託深圳大學，由龍武劍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於CPM模型的生態自密實混凝土材料設計關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龍武劍
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自密實混凝土因其綠色施工和良好的力學、耐久性能，在世界範圍內廣泛使用。但其較高膠凝材料用量導致較高碳排放。低膠凝材料含量生態自密實混凝土（Eco-SCC）設計與製備是高性能水泥基複合材料領域重要研究及發展方向。本項目基於對多元微粉體系顆粒堆積複雜機理問題的研究，建立考慮顆粒間相互作用效應和微粉體系壓實效應的高適應性、高精度CPM（可壓縮堆積）修正模型；在闡述多元粉體顆粒體系中物理、化學密實效應基礎上，將修正模型數學解析與材料設計相結合；同時，在研究基於CPM的Eco-SCC流變性能的前提下，針對基於強度及抗滲性雙指標的材料設計方法進行研究，建立膠凝材料活性與強度、抗滲性關聯模型，利用模型在早期對Eco-SCC長期強度和抗滲性進行準確預測。基於上述研究，形成低膠凝材料生態自密實水泥基複合材料設計理論及關鍵技術。研究具有廣泛的理論價值及巨大的工程實用性，對於SCC設計規範修訂具有重要學術價值。
結題摘要
項目基於可壓縮堆積（CPM）模型，研究了低膠凝生態自密實水泥基複合材料的設計理論及關鍵技術，主要研究成果包括：（1）分析了多元微粉材料複合堆積效應，提出了用水量富餘指數W和水泥顆粒間隙指數BSF，分析骨料和膠凝材料堆積對水泥基材料相關性能的影響，並基於多元微粉材料的複合堆積效應評價指標建立了水泥基材料工作性能和力學性能預測模型，模型預測3d、7d和28d力學性能誤差分別為14.52%、9.04%和2.92%；（2）利用數值模擬對具有離散特點的多元微粉顆粒進行相互作用及壓實作用的仿真模擬，提出了多元微粉相互作用力，修正了多元微粉顆粒堆積模型，CPM修正模型顆粒堆積密實度的模擬計算結果平均誤差僅為2.1%；（3）考慮骨料顆粒形貌特性，結合數值回歸分析方法，提出了與骨料顆粒形貌特性相關的形貌函式，對CPM模型中的作用效應係數進行最佳化和完善，使顆粒堆積密實度的預測值與實際值更加接近；（4）分析了不同堆積密實度下水泥基材料的孔隙率、彈性模量和水化程度，研究了水泥基材料相互堆積的物理、化學效應，基於效應機理指導了混凝土配合比設計；（5）採用內摻法和外摻法兩種實驗方法相結合，通過粉煤灰活性與粉煤灰/水泥用量的比值關係建立強度與氯離子滲透性的關聯方程，設計了以混凝土強度和抗滲性為最終指標、以摻合料活性為中間變數的水泥基材料雙指標設計方法；（6）基於CPM修正模型及相關理論研究，形成了低膠凝材料含量生態自密實水泥基複合材料設計理論及關鍵技術。
