一种跟踪硅酸盐水泥基材料水化过程的检测方法

技术领域

本发明涉及一种跟踪硅酸盐水泥基材料水化过程的检测方法，属于硅酸盐水泥水化过程检测技术领域。

背景技术

硅酸盐水泥广泛应用于建筑、水利等工程中，具有重要的实际应用价值。水泥是制备混凝土的重要原材料，其对混凝土拌合物和硬化混凝土的性能具有决定性影响。水泥水化过程直接影响水泥的流变、收缩等性能；在材料的体积稳定性方面，水泥与水拌合后由于发生水化反应，水化体系的总体积减小，此收缩恰好表征了水化反应程度。研究水泥水化反应的程度，对理解水泥水化反应化学过程的机理、以及控制和提高最终产品的性能等都具有重要意义。目前，对硅酸盐水泥水化过程的测试方法主要有水化热法、重力法、比重法、膨胀测定法、核磁共振法、热分析法、X射线衍射法等。水化热法，用于研究水化过程早期水化放热的规律，难以用于水泥水化中期和后期的研究。重力法、比重法、膨胀测定法，这三种方法的测试原理基本相同，均是通过测定水泥浆体吸收的水量，间接地计算出水泥浆体的化学收缩。核磁共振法、热分析法、X射线衍射法等这些分析测试方法均需要昂贵的大型测试仪器，企业难以应用至实际生产过程。

水泥水化时，水化产物的平均密度大于反应物的平均密度，由于水化前后物质的总质量不变，因此，水化后的体积小于反应过程的体积。此外，结晶和非结晶固态的形成以及微孔的形成也将引起体积变化，因此，水泥水化过程的体积变化，需要给出定量的测量，在此基础上才能进行进一步的解释和机理的论证。目前，水泥基材料测试分析的方法中并未见有对水泥水化过程体积变化进行直接测量的方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：如何精确、定量地表征硅酸盐水泥水化过程反应程度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种跟踪硅酸盐水泥基材料水化过程的检测方法，包括以下步骤：

步骤1)：将待测硅酸盐水泥材料制成水泥浆料，测量水泥浆料的密度，取样置于恒温养护箱内养护，得到待测水泥试样；

步骤2)：对待测水泥试样测密度ρ或比容v，每1d测一次，直至28d；

步骤3)：以养护龄期为横坐标，以比容v＝ρ

优选地，所述步骤1)中的硅酸盐水泥材料为硅酸盐水泥或者以硅酸盐水泥为基体材料的水泥基复合材料。

优选地，所述步骤1)中的水泥浆料为水泥净浆、水泥砂浆、水泥混凝土浆料或矿物掺合料水泥浆料。

优选地，所述步骤1)中的水泥浆料的制备方法为将待测硅酸盐水泥材料与水以质量比为0.22-0.60的比例拌合。

优选地，所述步骤1)中养护的温度为4-80℃，所述养护的相对湿度为10-100％。

优选地，所述步骤2)中测密度ρ或比容v的方法为二次称重法或采用密度测量仪直接测量。

优选地，所述步骤2)中测密度ρ或比容v的方法为二次称重法，所述二次称重法的具体过程为：首先，测量待测水泥试样在空气中的质量m

优选地，所述二次称重法的测量仪器为天平，所述天平的感量为10

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1.采用密度测量分析法，通过跟踪测试水泥浆体水化过程密度(或比容v＝ρ

2.本发明的方法所用仪器简单且操作性强，对试样没有较高的要求且不破坏试样，可以观测同一个样品整个水化过程中的体积变化，并且其测量精度可达0.01％或更高。

3.本发明通过跟踪并测量其密度(或比容)随龄期的变化，来衡量水化反应程度，并可以据此对水泥粉体的质量、水灰比、拌合及养护等参数条件进行定量的评价。

附图说明

图1为实例1中P.O62.5水泥净浆试样水化过程中的比容随龄期变化曲线。图中0d的比容根据浆体的密度计算得出；

图2为实例2中P.II62.5水泥净浆试样水化过程中的比容随龄期变化曲线。图中0d的比容根据浆体的密度计算得出。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

一种跟踪硅酸盐水泥基材料水化过程的检测方法，包括如下步骤：

(1)采用P.O62.5规格的硅酸盐水泥来制取测试样本，按照质量比水：水泥＝0.37:1配置P.O62.5规格的普通硅酸盐水泥净浆；置入容器进行搅拌、均匀振捣后并测量浆体的密度，然后取尺寸为20×10×20mm的试样，置于恒温箱于常温常压下进行养护；

(2)对养护中的水泥试样测密度ρ(或比容v)，每1d测一次密度ρ(或比容v)，直至28d，采用二次称重法测密度ρ(或比容v)，具体方法为：首先，测量水泥试样在空气中的质量m

(3)以养护龄期为横坐标，比容(v＝ρ

由图1可见，水泥浆体的比容随龄期变化呈现出不断减小的特征，28d龄期内体积总的减小率为10％-12％。

实施例2

一种跟踪硅酸盐水泥基材料水化过程的检测方法，包括如下步骤：

(1)采用P.II62.5规格的硅酸盐水泥来制取测试样本，按照质量比水：水泥＝0.42:1配置P.II62.5规格的普通硅酸盐水泥净浆；置入容器进行搅拌、均匀振捣后并测量浆体的密度，然后取尺寸为20×10×20mm的试样，置于恒温箱于常温常压下进行养护；

(2)对养护中的水泥试样测密度ρ(或比容v)，每1d测一次密度ρ(或比容v)，直至28d，采用二次称重法测密度ρ(或比容v)，具体方法为：首先，测量水泥试样在空气中的质量m

(3)以养护龄期为横坐标，比容(v＝ρ

由图2可见，水泥浆体的比容随龄期变化呈现出不断减小的特征，28d龄期内体积总的减小率为12％-14％。

上述实施例测得的水泥试样的比容随龄期的变化曲线反映了水化反应的快慢及反应程度：约在6d龄期之前比容下降较为平缓，收缩率仅为2％左右，说明该阶段水化反应较慢；6d-10d龄期内比容快速下降，降约7％，说明该阶段水化反应快；14d龄期以后比容曲线下降趋势又逐渐变缓，最终趋于稳定值，说明14d龄期后水化程度已趋于最高水平，水化反应基本完成。因此，水泥体积变化的规律反映了水化过程的变化规律。另外，不同水灰比水泥试样的体积变化在数值上不同，但体积变化的规律相类似。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。