基于虚拟实验的模型材料和硬化水泥浆体统计纳米压痕的关键检验( A critical examination of statistical nanoindentation on model materials and hardened cement pastes based on virtual experiments )

P Trtik B Münch P Lura Theoretical or Mathematical, Experimental/ cements (building materials) elastic moduli elasticity mechanical engineering computing statistical analysis tomography/ statistical nanoindentation model materials hardened cement pastes virtual experiments elastic modulus frequency plots material properties two-phase material ion beam nanotomography stiffness calcium hydroxide/ C7440 Civil and mechanical engineering computing C1140Z Other topics in statistics E3634 Cement and concrete industry E2180A Elasticity (mechanical engineering) E0410H Mechanical engineering applications of IT E0210J Statistics E1710 Engineering materials

最近文献报道的硬化水泥浆体(HCP)的统计纳米压痕测试结果表明，弹性模量频率曲线具有多峰响应。这些峰被解释为指示了两种不同密度的水化硅酸钙（C-S-H）相的真实弹性模量。然而，应用统计压痕来确定HCP中单相的材料性质似乎违反了该技术的一些基本原理。为了阐明这方面的问题，本文进行了模拟统计纳米压痕的虚拟实验。它们基于：（1）理想化的两相材料和（2）聚焦离子束纳米层析成像（FIB-nt）获得的HCP的3D图像；在两个3D图像中，行进对象在大量位置上被采样。基于行进物体内部的局部相位组成，利用简单的组合模型估计局部刚度。由于研究的位置较多，弹性模量可以用与实际统计压痕实验相同的方式进行统计评估。本文的结果表明,HCP中存在的均匀C-S-H区太小,不能在弹性模量图中产生独立和分离的峰。此外，C-S-H以外的相（即未水化水泥和氢氧化钙）的存在也可能在频率图中产生假峰。总之，本文的结果对HCP统计纳米压痕实验中的多峰特征只能由两个不同的C-S-H相的存在来解释的观点提出了质疑。

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