基于自洽法的电化学沉积修复饱和混凝土细观描述

针对当前电化学沉积修复混凝土缺乏细观层次上的理论描述,首先,以饱和混凝土的细观结构和电化学沉积修复的主要机理为基础,提出了含电化学沉积产物、水和混凝土基体在内的三相复合材料细观力学模型.其次,为了从细观层次定量描述电化学沉积修复对混凝土宏观性能的影响,基于自洽法对上述细观力学模型进行多层次均匀化处理,获取电化学沉积修复饱和混凝土的有效性能,其中,第一层均匀化是采用广义自洽模型获取等效夹杂的有效性能,第二层均匀化是采用自洽方法和沃伊特(Voigt)上限相结合的方式获取修复混凝土的有效性能.最后,为了验证该文所提出模型和方法的有效性,对比了该文的预测结果、试验数据和已有模型,结果表明了该文模型和方法是合理的.

多相材料有效性能预测的高精度方法

有效介质方法是常用的细观力学方法之一.其可用于计算多相材料的有效性能,并建立材料微细观结构和宏观性能的定量关系;有助于指导新材料设计,减少试验工作量等.然而,当夹杂含量升高时,传统有效介质方法的计算精度下降.本文以两相材料为研究对象,提出一种新的参考介质,即:为更合理考虑不同夹杂颗粒间的相互作用,假定参考介质的应变是基体相平均应变和某一修正张量的双点积.在此基础上,推导了新参考介质下两相材料的有效模量表达式,并给出该修正张量的近似计算方法;通过反复更新参考介质,采用多层次均匀化思路,将本文方法进一步用于多相材料性能的预测.为验证方法的有效性,将预测结果与已有模型结果和试验数据进行对比.结果表明本文方法较已有方法更为合理、有效.当夹杂含量升高时,本文方法较传统有效介质方法的计算精度有所提升.

基于Mori-Tanaka法的电化学沉积修复饱和混凝土细观描述

提出了含电化学沉积产物、水和混凝土基体在内的三相复合材料细观力学模型;基于Mori-Tanaka法对提出的细观力学模型进行多层次均匀化处理,获取电化学沉积修复饱和混凝土的有效性能,其中,第一层均匀化采用带修正函数的MoriTanaka法获取等效夹杂的有效性能,第二层均匀化采用Mori-Tanaka法获取修复混凝土的有效性能;将均化的三相复合材料细观模型用于预测电化学修复饱和混凝土有效性能,并与预测试验数据和已有模型进行对比。结果表明:所提模型不仅可有效地预测修复过程饱和混凝土的有效性能,还可预测未修复的饱和混凝土的弹性模量;同时,基于模型的分析发现,随着电化学沉积产物性能的提高,修复后混凝土具备更高的有效性能。