硬化水泥净浆的太赫兹介电常数和其孔结构的GEM模型分析
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作者
张文涛王志国王志勇杜红秀李翔宇
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单位
北京航空航天大学交通科学与工程学院太原理工大学土木工程学院天津大学机械工程学院
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摘要
【目的】深入了解水泥净浆的孔结构对于研究如何提升水泥基材料的性能是非常必要的。【方法】使用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测试得到水灰比为0.3,0.4,0.5,水化龄期为7 d、28 d、56 d的干燥硬化水泥净浆在0.2~2 THz频段的时域信号。利用时域信号下的延迟时间计算得到水泥净浆的折射率和介电常数。【结果】结果显示,同一龄期下水泥净浆的介电常数随水灰比增大而减小;相同水灰比水泥净浆的介电常数则随龄期变化不明显。使用General Effective Media(GEM)模型建立了水泥净浆有效介电常数和其孔结构之间的关系,通过实验数据拟合,得到水泥净浆中水化产物固体相的介电常数为8.73.【结论】通过对GEM模型进行参数分析发现,水泥净浆的孔隙率是影响其有效介电常数最主要的因素。
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关键词
太赫兹光谱技术硬化水泥净浆GEM模型折射率介电常数
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金面上项目资助(52178238);江苏省土木工程材料重点实验室开放课题基金资助(CM2018-08);广东省滨海土木耐久性重点实验室开放基金(GDDCE18-1);
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文章目录
1 实验
1.1 实验原材料
1.2 样品制备
1.3 太赫兹时域装置透射实验和压汞实验
1.3.1 THz-TDS实验
1.3.2 压汞实验
2 太赫兹光学参数计算
3 水泥净浆孔结构与介电常数的关系
3.1 水泥净浆样品的孔结构
3.1.1 孔隙率
3.1.2 孔径分布
3.2 有效介质模型
3.3 维纳边界
3.4 结合GEM模型的水泥净浆介电常数分析
3.5 参数分析
3.5.1 参数t分析
3.5.2 参数φc分析
3.5.3 参数M分析
4 结论与展望