测量和模拟变温条件下的水泥水化动力学

研究和模拟硅酸盐水泥的水化动力学对于理解水化机理非常重要，通过测量水泥水化程度作为时间的函数，可以使用XRD分析，结合水含量分析，化学收缩率和量热法来生成硅酸盐水泥的水化动力学数据。

在整体动力学评价方面，XRD和结合水含量分析只能给出精度相对较低的离散数据点;当水泥的渗透性降至一定阈值以下时，化学收缩测试变得不准;量热法通过连续监测热量或产热速率间接测量水泥水化，是迄今为止应用最广泛的水泥水化动力学研究方法。

特别是，等温量热法（IC）测试经常用于校准水泥水化模型^[1]，然而，其依赖于样品温度信号的测量，准确性较低。这些问题可以通过差示扫描量热法（DSC）测试来克服，DSC测试允许温度以任何所需的速率斜坡上升，并在斜坡期间和保持期间测量热流。

正如Pang X研究所示^[2]，用传统等温量热法和DSC研究了H类油井水泥水化过程中的热演变规律。等温量热测试在四种不同的温度下进行：15、25、40和60°C。 DSC测试以两种不同的模式进行：温度范围为24至100°C的简单斜坡模式，以及最终保温温度分别为60、80和260°C的“斜坡保持”模式。升温速率范围为0.3至4.8°C/h。

之前提出的用于模拟等温条件下水泥水化动力学的比例因子模型进一步发展为模拟变温条件下水泥水化动力学的数值格式。实验结果和模拟结果之间观察到了很好的一致性。

1.Jérme Carette, Knigsberger M .Validated hydration model for slag-blended cement based on calorimetry measurements[J].Cement and Concrete Research, 2020, 128.

2.Pang X , Jimenez W C , Singh J P .Measuring and modeling cement hydration kinetics at variable temperature conditions[J].Construction and Building Materials, 2020, 262:120788.

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