本文介绍了一种新颖的设计并模拟水泥材料细观组织结构的技术流程框架,针对水泥水化过程建模的特殊性提出了一种以数字图像为基础、忽略化学反应细节、结合元胞自动机理论的新的建模方法,为水泥材料耐久性的研究与发展提供一种新思路。本文所建立的水化模型中,以计算机的图像像素代表水泥颗粒,每一种物相有唯一的身份标识,并且可以规定其大小和数量,并随机的放置在任意的位置;对水化模型中每一种物相的身份标识赋予特定的颜色信息,在模拟过程中用不同的颜色对不同的物相进行区分,达到定性与定量计量的结合。针对上述模型编制软件CemtureShop,可以模拟任意水灰比的水泥与水的混合过程,通过计算机模拟,将水泥材料的整个拌制过程,特别是水泥的水化过程在计算机上进行生动的可视化仿真。该软件依据元胞自动机(Cellular Automala)技术,对水泥水化过程中各个不同阶段的细观组织结构进行模拟、分析、计算,从而得到水泥熟料中各组成物的水化程度、各种水化产物的百分含量、水泥石的孔隙率以及孔的分布情况等等,并可以据此预测水泥材料硬化后的抗压强度。通过对五种水泥基本性能参数的分析与计算,计算机模拟并预测得到各种水泥在不同龄期的细观组织结构与抗压强度。运用软件CemcureShop设计者可以在计算机上进行细观组织结构设计试验,在得到某种水泥的颗粒分布情况、氧化物含量情况的基础上,可以快速对某种配合比条件下,该种水泥任意龄期的细观组织结构进行模拟并预测其抗压强度,克服了手工试验强度大、周期长的缺点,并预测该材料的性能是否符合要求,从而对原材料种类、配合比进行优选,达到节省开支、减少人工、降低劳动强度、缩短试验周期、减少试验副产物的产生、降低对环境的污染与破坏的目的。