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Experimental and Numerical Research on Water Transport during Adsorption and Desorption in Cement-Based Materials

Computer Modeling in Engineering & Sciences 2023年第8期136卷 1487-1507页

作者： Xiang Zhang Miao Su Wenjie Yu Zhen Lei Jun Ren Juntong Qu Department of Civil Engineering Yunnan UniversityKunming650091China School of Information Engineering Kunming UniversityKunming650214China

The durability of cement-based materials is related to water transport and storage in their pore network under different humidity *** understand the mechanism and characteristics of water adsorption and desorption processes from the microscopic scale,this study introduces different points of view for the pore space model generation and numerical simulation of water transport by considering the“ink-bottle”*** the basis of the pore structure parameters(i.e.,pore size distribution and porosity)of cement paste and mortar with water-binder ratios of 0.3,0.4 and 0.5 obtained via mercury intrusion porosimetry,randomly formed 3D pore space models are generated using two-phase transformation on Gaussian random fields and verified via image analysis method of mathematical *** the Kelvin-Laplace equation and the influence of“ink-bottle”pores,two numerical calculation scenarios based on mathematical morphology are proposed and applied to the generated model to simulate the adsorption-desorption *** simulated adsorption and desorption curves are close to those of the experiment,verifying the effectiveness of the developed model and *** obtained results characterize water transport in cement-based materials during the variation of relative humidity and further explain the hysteresis effect due to“ink-bottle”pores from the microscopic scale.

关键词： Cement-based material adsorption and desorption ink-bottle effect pore space modeling mathematical morphology

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