砂浆碱集料反应细观数值模拟

doi:10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20220916

摘要/Abstract

摘要：

由于局部砂浆碱集料现场测试中存在着对上部竖向的压力，为研究砂浆碱集料反应的力学性能，进行了砂浆碱集料反应细观数值模拟。用砂浆棒快速法制备了试样，进行了砂浆试样膨胀率、抗压强度、抗折强度测定；将砂浆试样看作由骨料、界面过渡区（ITZ）和砂浆基体组成的三相复合材料，建立了碱集料反应膨胀模型和碱集料反应强度模型，模拟了不同尺寸规格试样在不同龄期的抗压和抗折性能，解决了砂浆抗压强度和抗折强度较高的问题，仿真结果与测试结果基本一致，证明该模拟仿真具有较好的实用性。

关键词: 砂浆, 碱集料反应, 细观数值模型, 力学性能

Abstract:

Because there is vertical pressure on the upper part in the field test of local mortar alkali aggregate， in order to study the mechanical properties of mortar alkali aggregate reaction， a mesoscopic numerical simulation of mortar alkali aggregate reaction was carried out. The sample was prepared by mortar bar rapid method， and the expansion rate， compressive strength and flexural strength of mortar sample were measured. The mortar sample was regarded as a three-phase composite material composed of aggregate， interface transition zone （ITZ） and mortar matrix， and the alkali-aggregate reaction expansion model and alkali-aggregate reaction strength model were established to simulate the compressive and flexural properties of samples with different sizes at different ages， which solves the problem of high compressive and flexural strength of mortar， and obtains the conclusion that the simulation results are basically consistent with the test results. The simulation has good practicability.

Key words: mortar, alkali aggregate reaction, meso numerical model, mechanical property

中图分类号:

TU528.56

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图/表 9

表1

表2

表3

图1

图2

表4

砂浆材料力学参数"

周期/d	原料	密度/ （t·mm^-3）	杨氏模量/10³	泊松比	热膨胀系数/10^-5	膨胀角/（°）	偏心率	$f b 0 / f c 0$	k	黏性系数	抗压强度/MPa	抗拉强度/MPa
7	骨料	2.30	50	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	100	10
	ITZ	1.80	26	0.2	175	30	0.1	1.16	0.667	0.005	25	2.5
	砂浆基体	1.80	30	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	28	4.7
14	骨料	2.30	50	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	100	10
	ITZ	1.80	26	0.2	330	30	0.1	1.16	0.667	0.005	25	2.5
	砂浆基体	1.80	30	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	40	5.5
28	骨料	2.30	50	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	100	10
	ITZ	1.80	26	0.2	450	30	0.1	1.16	0.667	0.005	25	2.5
	砂浆基体	1.80	30	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	51.5	6
60	骨料	2.30	50	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	100	10
	ITZ	1.80	26	0.2	560	30	0.1	1.16	0.667	0.005	25	2.5
	砂浆基体	1.80	30	0.2	1.40	30	0.1	1.16	0.667	0.005	53.88	7.3

表4

图3

图4

图5

参考文献 12

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Discussed

项目	抗折强度/MPa		抗压强度/MPa		凝结周期/min
项目	3 d	28 d	3 d	28 d	初凝	终凝
标准要求	≥4.0	≥6.5	≥22.0	≥42.5	>45	<390
测定值	5.7	9	27	50.1	133	225

试样编号	试样规格/mm	水泥质量/g	NaOH质量/g	水质量/g	集料质量/g
W₁	25×25×280	440	2.84	206.8	990
W₂	40×40×160	484	0	227.5	1089
W₃	40×40×160	484	3.12	227.5	1089

试样	7 d		14 d		28 d		60 d
试样	抗压	抗折	抗压	抗折	抗压	抗折	抗压	抗折
W₂	7.54	31.28	8.66	43.47	9.44	55.94	10.71	58.52
W₃	9.31	40.77	9.36	41.23	10.73	47.26	8.04	30.72