泡沫混凝土具有 良好的热工性能和隔音轻质等特性 ,人工引入大量气泡,并令其均匀分布。根据 分形理论,泡沫混凝土近似为具有分形结构的空间载体,分析其人工引入孔结构 的分形特征 ,研究孑L隙分布的复 杂程度,并引入孔隙分布分形维数 D,得出分形孔隙率的公式。 【关键词】 泡沫混凝土;分形;孔结构 【中图分类号】 TU528.2 【文献标识码】 A 【文章编号】 1001—6864(2015)10—001—03 RESEARCH oN THE FRACTAL CHARACTERISTIC oF ARTIFICAL INTRoDUCTIoN oF PoRE STRUCTURE oF FoAM ED CoNCRETE W ANG Yu—hua, YANG Fan, HAN Gu—yue (LiaoningJianzhuVocationalUniversity,LiaoningLiaoyang111000,China) Abstract:Foamed concrete has a good thermalperform ance and sound insulation oflightweight characteristics. Foam concretemakes betterperform ance by the introduction ofa large numberofuni- form ly distributed artificialpore. W ewillresearch ontheporestructurewithfractalsin thispaper.Sup— posethefoamed concreteisafractalstructureasthecarrierthenstudyonfractalporestru cture.W eana- lyze pore’Scomplexity and introducetheporefractaldimension D,and draw theform ulaofporosity. Key words:foamed concrete;fractals;pore structure 泡沫混 凝土 是 通过 物 理方 法 向水 泥净 浆 或砂 浆 中引入气孔 ,经均匀 混合 、成 型 、养 护后 形成 的一 种水 泥基多孔材料 。气孔 的孔径 分布对 泡沫混凝土 的强度 及抗渗 性 影 响很大 ,P.KMehta…试 验表 明:孔 径 < 1321~m的孔 不 影 响 混 凝 土 强度 和抗 渗 性 。Wittmann 的试验表 明 :材料强 度 主要 取决 于混凝 土细 观和宏 观 结构上 的特征 。 泡沫混凝 土 的孔结 构 分 布无 序 、形 状各 异 ,在 孔 型 、面积体积等尺 度上都 体现 出分形 的特 征 。因此可 以将泡沫混凝土假定 为具 有分 型结构 的空 间载体 ,进 而分析其孔 隙的分形 特征 ,研 究其 孔结 构 的复杂程 度 及对孔 隙率 的影 响。 1 具有 分形结构 的泡沫混凝土孔结构 (1) 分形 。1976年美 国教 授 BenoitMandelbrot 首次提 出分形学 ,分形 理论研 究对 象 的最基本 特征 是 自相似性和标度不变 。用分形维数 定量表征这两种分 形性质 。 (2) 泡沫混凝土孔结 构。课题组 拍摄 泡泡沫 混 凝 土断面的气孔结构 见 图 1(a)。经 过 图形软件 处 理 后 ,如 图 1(b)。可 以清晰 的看到泡 沫混凝 土内部 的气 孔具有 明显 的 自相 似性 ,具有 分形 特征 。测 定分 析气 孔 的分布分形维数 ,确定其分形特征 。 鬻图1 泡沫混凝土断面气孔结构 盒维数 由于其 数学 计算 及经 验 估计 比较容 易 一 些 因此应用最广泛 。盒维数是用一系列尺度相 同的盒 子 (尺寸为 全部覆盖对象 ,当尺寸 6趋于零时 ,盒子 的个数 的对数 lnN与尺寸倒 数对数 In(1 )之 比。所 以盒维数也就是盒子个数 N增加 的对数速率 。 利用盒维数的定义 ,可 以将边长 为 的正 方形将 泡沫混凝土断面气孔结构 的图像分 割成规格 为 (L/8) X(L/8)的正交网格,设含有孔隙的网格总数为 ,如 果改 变 6,则得 到一 系列相 应 的值 Ⅳ(6),将 其绘 于双 对数 坐标 系中 ,ln8一lnN(8)对应 关系 即可直 观地确定
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