河海大学、东南大学

    项目属于混凝土领域。
    水泥基材料的耐久性行业学术界、工程界长期关注的热点话题。该项目针对行业缺乏水泥基复合材料宏观特性与其微观结构和组成关联的多尺度模型、难以定量表征材料内部界面和孔隙等微观结构以及缺乏水泥基复合材料组成结构模型的高性能仿真算法的三大科学问题，在多个国家项目支持下，采用计算材料科学和工程力学的理论和分析方法，建立了水泥基复合材料组成-结构-性能一体化关联的多尺度关联机制，获得了系列科学发现。

    项目的主要科学发现为：（1）提出了水泥基复合材料力学和传输性能与其微观结构和组成关联的多尺度理论框架，实现了水泥水化热力学与孔隙微结构之间的定量关联；建立了水泥基复合材料物理性能与混凝土材料组成关联的多尺度预测模型，解决了水泥基复合材料物理力学行为与其微结构和组成难以定量关联的理论难题。（2）实现了非均质各项异性界面和孔隙微结构的定量表征。提出了任意凸形骨料周围界面体积分数通用理论框架；发展了基于关联函数理论的三维重构数值方法；建立了孔隙网络逾渗阈值和曲折度关联的理论模型。（3）建立了基于复杂凸形骨料随机动态堆积的混凝土细观结构高性能仿真平台，开发了颗粒接触识别算法，发展了复杂凸形骨料随机动态高密度堆积方法，克服了传统数值方法效率低、精度难以保证的技术瓶颈。
    项目已获授权发明专利3件，20篇核心论著主要发表在Compos. Sci. Technol, Cem. Concr. Res., Cem. Concr. Compos.等权威期刊上, ESI高被引论文1篇，受邀综述论文1篇，他引441次，得到国内外多位同行知名研究者的正面引用和积极评价。研究成果对优化材料组成来调控水泥基复合材料微结构，改善其宏观性能，提升混凝土耐久性具有积极的科学指导意义。