[發明專利]一種測定硬化混凝土原始水灰比的方法

無效

• 申請號: 201310486138.2
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103543169A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李悅;童歡;楊進波;董萬國
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22;G01N1/28
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于建筑材料檢測領域。具體說是一種檢測硬化混凝土原始水灰比的方法，該方法原理科學、測試簡單方便，結果能較準確地測定硬化混凝土的原始水灰比。

背景技術

混凝土的水灰比是決定混凝土強度的首要因素，直接影響混凝土的各項性能和經濟效果，水灰比過大時，會產生較為稀釋的水泥漿，造成漿體與粗細骨料的粘結力下降，嚴重降低混凝土的強度；水灰比過小時，會造成混凝土和易性差，不利于制作時的密實和振搗，也會降低混凝土的強度，并且由于水泥含量較多，混凝土后期會發生較大的收縮變形，對耐久性造成不利影響。因此水灰比為混凝土配合比的一個重要環節。

然而，目前國內僅有新拌混凝土的原始水灰比可以測定方法較為成熟，而硬化混凝土原始水灰比測定方法的領域還處于空白，這造成了各種可能關于混凝土原始水灰比而發生的事故責任的劃分不清，事故無法得到合理的處理等問題，因此質檢部門和各檢測單位也急需一套關于硬化混凝土原始水灰比的方法得到推廣和普及。因此發明一種混凝土的原始水灰比的測定方法，有利于解決工程中的實際問題以及混凝土的原始水灰比測定方法的推廣。

發明內容

本發明的目的在于：真空環境下對硬化混凝土斷面進行環氧樹脂浸漬飽和并拋光，干燥后通過掃描電鏡的背散射模式獲取斷面圖像，利用圖像處理軟件進行分析后測得出硬化混凝土的原始水灰比。具體技術方案是：

一種測定硬化混凝土原始水灰比的方法，其特征在于，步驟如下：

（1）對經砂紙打磨后的小于或者等于1×1×1cm混凝土立方體斷面在真空條件下放入環氧樹脂中浸泡24h，此時毛細孔已完全被環氧樹脂完全填充，經干燥并拋光后，樹脂飽和的孔隙在掃描電鏡的背散射模式下的照片中顯示為黑色，而其他固體相為亮色；通過圖像分析程序，在1000×倍率下，設立灰度門檻值為50，定量標定出混凝土的毛細孔率；建立齡期為3d-90d和水灰比為0.3-0.6的硬化混凝土的水灰比與毛細孔率的函數關系和函數曲線；

（2）將未知的硬化混凝土在經打磨、真空條件下在環氧樹脂中浸泡24h，經干燥并拋光后，使用掃描電鏡的背散射模式取得表面照片，在設定同（1）中的灰度門檻值和1000×倍率下后用圖像處理軟件下獲取其表面的毛細孔率；

（3）將得到的未知水灰比的硬化混凝土表面的毛細孔率代入已經建立的函數關系式中，即可求得未知混凝土的原始水灰比。

進一步，將混凝土立方體依次在細度為200、400、600、800和1200的砂紙上進行打磨。

1.測試設備

測定過程中使用的設備和材料為：砂紙、自動磨拋機、掃描電鏡和電子計算機。

2.測定原理：

（1）對經砂紙打磨后的混凝土小立方體斷面在真空條件下放入環氧樹脂中浸泡24h，此時混凝土斷面的毛細孔、裂縫和缺陷已完全被環氧樹脂完全填充。樹脂飽和的孔在掃描電鏡的背散射模式下的照片中顯示為黑色，而其他固體相為亮色。通過圖像分析程序，設立一個合適的灰度門檻值，可以定量標定出混凝土的毛細孔率。水灰比大的的混凝土試塊，其背散射照片經圖像處理軟件獲取的毛細孔率也大，反之亦然。建立齡期為3d、7d、28d和90d和水灰比為0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55和0.6的硬化混凝土其水灰比與毛細孔率的函數關系和函數曲線，水灰比和圖片的毛細孔率近似成一次函數關系。

（2）將未知的硬化混凝土在經打磨、在真空條件下浸泡于環氧樹脂中24h后取出，此時環氧樹脂已經完全浸入混凝土表面的毛細孔，待干燥后拋光，使用掃描電鏡的背散射模式獲取表面照片，在設定同（1）中的灰度門檻值和參數后用圖像處理軟件下獲取其表面的毛細孔率。

（3）將得到的未知水灰比的硬化混凝土表面的毛細孔率代入已經建立的函數關系式中，即可求得未知混凝土的原始水灰比：實際齡期小于3d的混凝土其毛細孔率應代入已建立的3d的函數關系式：由于90d的混凝土可視為已完全水化，實際齡期大于90d混凝土其毛細孔率可代入90d的函數關系式；實際齡期在3d和90d之間的混凝土其毛細孔率應代入其實際齡期相鄰的兩個函數關系式分別求出水灰比，再進行線性插入求解。

3.具體測試步驟如下：

3.1建立已知水灰比試塊的水灰比和毛細孔率之間的函數關系和曲線：

配置出已知水灰比范圍的硬化混凝土，水灰比的范圍是0.3～0.6，可取0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55和0.6；齡期選擇在3d～90d，可分別取3d、7d、28d和90d。