[發(fā)明專利]一種跟蹤硅酸鹽水泥基材料水化過程的檢測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110048412.2
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112858098A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 陳錕;楊為江;劉克家;馬允贊;周祎寧
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: G01N9/36
• 分類號: G01N9/36
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發(fā)明公開了一種跟蹤硅酸鹽水泥基材料水化過程的檢測方法，包括如下步驟：將待測硅酸鹽水泥材料與水拌合后，養(yǎng)護過程中每隔1d進行密度ρ(或比容v＝ρ^?1)測量，至28d，建立待測水泥試樣比容隨齡期變化曲線，研究水泥水化過程的體積變化規(guī)律，從而揭示水泥水化過程反應程度的規(guī)律。水泥水化是一個體積減小的化學反應過程，體積變化的快慢直接反映了水化反應的快慢及反應程度。本發(fā)明對水泥漿體的水化反應進行實時跟蹤，精確、定量地表征其水化過程的密度(或比容)變化，從而對水泥水化過程反應程度提供一種新的定量的測試方法。

技術領域

本發(fā)明涉及一種跟蹤硅酸鹽水泥基材料水化過程的檢測方法，屬于硅酸鹽水泥水化過程檢測技術領域。

背景技術

硅酸鹽水泥廣泛應用于建筑、水利等工程中，具有重要的實際應用價值。水泥是制備混凝土的重要原材料，其對混凝土拌合物和硬化混凝土的性能具有決定性影響。水泥水化過程直接影響水泥的流變、收縮等性能；在材料的體積穩(wěn)定性方面，水泥與水拌合后由于發(fā)生水化反應，水化體系的總體積減小，此收縮恰好表征了水化反應程度。研究水泥水化反應的程度，對理解水泥水化反應化學過程的機理、以及控制和提高最終產品的性能等都具有重要意義。目前，對硅酸鹽水泥水化過程的測試方法主要有水化熱法、重力法、比重法、膨脹測定法、核磁共振法、熱分析法、X射線衍射法等。水化熱法，用于研究水化過程早期水化放熱的規(guī)律，難以用于水泥水化中期和后期的研究。重力法、比重法、膨脹測定法，這三種方法的測試原理基本相同，均是通過測定水泥漿體吸收的水量，間接地計算出水泥漿體的化學收縮。核磁共振法、熱分析法、X射線衍射法等這些分析測試方法均需要昂貴的大型測試儀器，企業(yè)難以應用至實際生產過程。

水泥水化時，水化產物的平均密度大于反應物的平均密度，由于水化前后物質的總質量不變，因此，水化后的體積小于反應過程的體積。此外，結晶和非結晶固態(tài)的形成以及微孔的形成也將引起體積變化，因此，水泥水化過程的體積變化，需要給出定量的測量，在此基礎上才能進行進一步的解釋和機理的論證。目前，水泥基材料測試分析的方法中并未見有對水泥水化過程體積變化進行直接測量的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是：如何精確、定量地表征硅酸鹽水泥水化過程反應程度的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種跟蹤硅酸鹽水泥基材料水化過程的檢測方法，包括以下步驟：

步驟1)：將待測硅酸鹽水泥材料制成水泥漿料，測量水泥漿料的密度，取樣置于恒溫養(yǎng)護箱內養(yǎng)護，得到待測水泥試樣；

步驟2)：對待測水泥試樣測密度ρ或比容v，每1d測一次，直至28d；

步驟3)：以養(yǎng)護齡期為橫坐標，以比容v＝ρ^-1為縱坐標，建立待測水泥試樣的比容隨齡期變化曲線。由此檢測和評價該硅酸鹽水泥漿體的水化過程反應程度。

優(yōu)選地，所述步驟1)中的硅酸鹽水泥材料為硅酸鹽水泥或者以硅酸鹽水泥為基體材料的水泥基復合材料。

優(yōu)選地，所述步驟1)中的水泥漿料為水泥凈漿、水泥砂漿、水泥混凝土漿料或礦物摻合料水泥漿料。

優(yōu)選地，所述步驟1)中的水泥漿料的制備方法為將待測硅酸鹽水泥材料與水以質量比為0.22-0.60的比例拌合。

優(yōu)選地，所述步驟1)中養(yǎng)護的溫度為4-80℃，所述養(yǎng)護的相對濕度為10-100％。

優(yōu)選地，所述步驟2)中測密度ρ或比容v的方法為二次稱重法或采用密度測量儀直接測量。

優(yōu)選地，所述步驟2)中測密度ρ或比容v的方法為二次稱重法，所述二次稱重法的具體過程為：首先，測量待測水泥試樣在空氣中的質量m₁；然后，將上述試樣放置在盛有已知密度為ρ_液的液體的容器中進行第二次質量稱量，記作m₂；最后，計算出待測試樣的密度或比容，采用如下公式計算：