关键词:月壤模拟;材料活性;非定形物;颗粒形态;级配优化
摘 要:月壤原位开发建材是我国探月基地和登月计划实现的基础和前提,需要基于化学元素、矿物组成,并考虑颗粒形态、粒径分布等物理特征开展多重等代模拟。本文针对模拟精度要求最高的碱激发混凝土技术,厘清模拟关键控制组分及敏感参数,区分胶凝材料和骨料两种粒径范围建立了高等代模拟月壤制作流程。胶凝月壤模拟依据非定形物材料成分和比例保障化学性质高等代性;骨料月壤通过颗粒形态精确模拟实现湿拌工作性能高等代性。研究表明:胶凝月壤的激发活性主要取决于非定形物占比和硅、铝、钙比例,高地胶凝模拟月壤玻璃体含量最高可达35.3%,Al2O3:CaO为1.66,SiO2含量为45.4%,相比月海月壤更适宜作为碱激发月壤混凝土的前体材料。月壤颗粒形态与粒径范围不相关,骨料月壤模拟的关键是粒径级配,原始月壤的级配作为建筑材料时仍需要进行级配优化。本文建立的多指标控制的月壤等效模拟方法可为月壤混凝土及其他建材的原位开发提供技术支撑,为月球基地建造提供可靠依据。
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