水泥基材料凝结时间智能测定方法技术

本发明专利技术涉及一种水泥基材料凝结时间智能测定方法。该方法首先提供一水泥基材料凝结时间智能测定仪，通过对出机后的水泥基材料进行取样，并装入水泥基材料凝结时间智能测定仪的内胆中；然后，开启测试开关，通过测量等间隔时间的水泥基材料样品温度，并实时存储测量数据至温度数据采集器中，同时还可将该数据实时发送至计算机中；最后，通过计算机处理所述水泥基材料样品温度与时间对应关系曲线的数据，获取水泥基材料水化速率加速期开始时间和结束时间。本发明专利技术方便在施工现场测定水泥基材料自搅拌出机后连续的水化温升，且得到准确的水化速率加速期开始时间、结束时间，以标志初凝、终凝时间，更好地服务于现场施工。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种。该方法首先提供一水泥基材料凝结时间智能测定仪，通过对出机后的水泥基材料进行取样，并装入水泥基材料凝结时间智能测定仪的内胆中；然后，开启测试开关，通过测量等间隔时间的水泥基材料样品温度，并实时存储测量数据至温度数据采集器中，同时还可将该数据实时发送至计算机中；最后，通过计算机处理所述水泥基材料样品温度与时间对应关系曲线的数据，获取水泥基材料水化速率加速期开始时间和结束时间。本专利技术方便在施工现场测定水泥基材料自搅拌出机后连续的水化温升，且得到准确的水化速率加速期开始时间、结束时间，以标志初凝、终凝时间，更好地服务于现场施工。【专利说明】
本专利技术涉及一种。 技术背景 水化是水泥基材料最根本、最重要的特征，而凝结硬化则是水化到某一阶段的外 在表现。众所周知，施工中混凝土的凝结时间对确定养护开始时间、确定拆模时间、水化温 度的控制等具有非常重要的意义。当前随着工程向高层、大跨、地下空间的拓展，泵送混凝 土逐渐普及，同时混凝土结构开裂的现象也越来越普遍(如图2所示)。受到城市交通状况限 制，泵送水泥基材料运输过程中若时间过长，超过混凝土的初凝时间，则会导致混凝土施工 困难，并影响结构混凝土的匀质性。工程中避免大坍落度混凝土开裂的一个有效的方法是 二次抹面。但是二次抹面时机的控制非常关键，如果控制不当，会导致对已经水化到一定程 度的混凝土结构进行扰动，从而破坏了混凝土结构的整体性(如图3所示)，导致开裂等结构 物的先天受力缺陷，并影响混凝土结构的耐久性。因此，正确测定施工现场混凝土的初凝、 终凝时间对于掌握施工时机、保证混凝土质量、保证施工安全至关重要。 目前，在标准测试方法中，一般用贯入阻力法测定水泥基材料的凝结时间：测定 时，先用5 mm筛从拌合物中筛取细砂浆，倒入特定容器中，然后每隔一定时间测定砂浆贯入 一定深度时的贯入阻力，并绘制时间与贯入阻力关系曲线图。一般以横轴表示时间，纵轴表 示贯入阻力，图中贯入阻力为3. 5 MPa和28 MPa对应的时间即分别为初凝和终凝时间。 该测定方法存在以下局限性：（1)仅适用于实验室，不能用于施工现场；（2)用筛 出的砂浆的贯入阻力，评定现场混凝土的凝结时间，砂浆的测试结果与混凝土的实际情况 相关性不好；（3)操作不便：对于高粘度的混凝土，比如胶凝材料用量大的泵送商品混凝 土、自密实混凝土，根本难以筛出足够的砂浆，因而操作不便甚至无法实现；（4)由于贯入 阻力跟水胶比关系很大，又受到混凝土离析程度的影响，有时甚至会导致误判。 因此长期以来，不少学者对通过其他手段来表征混凝土的凝结时间进行了多方探 讨。肖莲珍 李宗津等用混凝土的电阻率来表征混凝土的凝结时间，通过确定电阻率曲 线上的最低点和转换点来定义凝结时间。电阻率最低点时间代表水化准备开始的时间，定 义为初凝时间。从水化动力学的角度，转换点代表凝结转变为硬化的时间点，相应的时间定 义为终凝时间，通过与传统贯入阻力法对照，给出了用电阻率法估计混凝土凝结时间的表 达式。但是通过电阻率定义初凝、终凝时间的方法不能方便地用于施工现场，且在物理意义 上也不够明确、直观。 Joseph Assaad et al. 研究胶结料种类和掺量不同的自密实混凝土配合比 的侧模压力的变化，指出侧模压力的消失与贯入阻力法测得的混凝土凝结时间相对应。 Amziane通过测量新浇混凝土模板侧压力的变化过程给出了一种确定混凝土凝结时间的 方法，并定义侧压力为零的时刻为混凝土的凝结时间。该方法尽管能用于施工现场，但是不 适用于低坍落度甚至干硬性混凝土，模板侧压力的测试也不够简便。 侯东伟等通过测定新浇混凝土线性试件的自由变形随龄期的发展规律，发现混 凝土固化过程的完成对应于新浇混凝土膨胀变形结束、收缩变形开始的时间。将混凝土的 膨胀变形结束点定义为混凝土的凝结时间。以此为界，根据混凝土变形是否引起混凝土结 构产生应力，将混凝土的变形划分为无害变形和有害变形。混凝土凝结之前发生的变形为 无害变形，凝结之后发生的变形为有害变形。该方法只能用于实验室，且并不是所有的混凝 土都存在膨胀变形，因此也并不具有通用性。 H.K. Lee et al. 指出，ASTM C403m的贯入阻力法不适合高性能混凝土，因为 其砂浆粘度大，很难从混凝土中筛出。因而提出用超声脉冲速度来表征混凝土的初凝和终 凝时间。比贯入阻力法能更好地表示混凝土的微观结构的变化。且能够用于在施工现场监 测混凝土的凝结时间。Nicolas Robeyst通过用超声法对含矿渔的混凝土配合比进行测 试，指出超声波速度随时间变化的曲线上，初凝时间与拐点一致，而终凝时间对应于上升的 速度曲线开始变水平的点。Yunsheng Zhang et al. 认为在纵向超声脉冲速度（UPV)对 时间的曲线上，第一阶段(诱导前期）的结束时间和最大UPV变化时间对应于混凝土的初凝 和终凝时间。因此，可以通过确定UPV曲线和其差分曲线来确定。Gregor Trtnik采用 超声波方法估计水泥浆的初凝时间。结果表明，该方法可以用于监控水泥浆配合比的水化 过程和水化结构的形成，且能用超声脉冲速率曲线的第一个拐点发生的时刻，或者通过纵 波的超声脉冲速度达到某指定值的时刻作为初凝时间。 Dale P. Bentz et al. 通过混凝土的受剪流变性能曲线确定大掺量粉煤灰净 浆的初凝时间，并与ASTM C 191-08方法的测试结果对比。认为能够基于流动度的测试 预估净浆的凝结时间。 缪昌文等在研究净浆的早龄期自干燥收缩时，自动连续测试净浆(混凝土）中 弯月面的凹陷，通过分析测试结果定义自干燥收缩测试中的"时间零点"，其机理类似土壤 研究中的张力计。结果认为，用贯入法得到的时间零点无论在物理定义上，还是测试实践中 都缺乏充分的可靠性。而弯月面凹陷测试确定的时间零点直接与自干燥收缩定义相关。 Μ. H. Zhang et al. 在研究水胶比和娃灰对混凝土自生收缩的影响时，引用文献 认为混凝土温升过程中的峰值温度极有可能与混凝土的终凝时间相对应。Allan C. L. Wong et &1.在用布拉格光栅传感器测试活性粉末混凝土收缩和温度时，采用了 Neville AM终凝时间即达到峰值温度时间的说法，经对试验结果分析认为，终凝时间与混凝土收缩 开始的时间并不一致。实际上，混凝土峰值温度受三个方面的影响，一是混凝土配合比本身 的绝热温升规律，二是环境温度，三是散热边界条件。例如在绝热温升试验中，温度曲线本 身就不存在峰值，因此不能准确判定混凝土的终凝时间。 Daniel Cusson et al. 通过大型棱柱体轴向约束试验研究高性能混凝土早龄 期性能，提出温升速率的起点和峰值点可以代表初凝时间和终凝时间。且指出，水泥水化的 温升值和速率值根据混凝土的构成、试件的尺寸、模板的类型等变化，而初步的试验表明， 温升速率起点并不随这些因素改变，可以作为一个表征混凝土内应力开始发展的相对稳定 的指标。 但是文献.中所谓"温升速率的起点"的概念不够确切。其确定"温升速率起 点"的方法也存在一定的不确定性。首先，水泥基材料的水化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥基材料凝结时间智能测定方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1：提供一水泥基材料凝结时间智能测定仪，该智能测定仪包括一具有保温防蒸发效果的外壳，所述外壳是由保温筒体和保温盖组成，所述保温筒体内放置有用于盛装水泥基材料样品的内胆，所述保温盖的底部中央安装有可更换的向下凸起以深入水泥基材料样品内的保护管，所述保护管内设置有用于测量水泥基材料样品水化温度的第一温度计，所述外壳外侧安装有用于测量环境温度的第二温度计；所述第一温度计和第二温度计均电性连接至温度数据采集器；所述温度数据采集器还电性连接有温度信号发射装置；所述温度数据采集器、温度信号发射装置均设置于一安装于所述外壳外侧的控制电路板；所述温度数据采集器集成有进行时间采集的计时器及用于存储所述第一温度计和第二温度计采集的温度信号的信号存储器；步骤S2：在水泥基材料搅拌完成出机后，对该水泥基材料进行取样，并装入所述内胆；步骤S3：开启测试开关，通过所述第一温度计和第二温度计测量等间隔时间的水泥基材料样品温度和外部环境温度，并将温度与时间对应关系曲线的数据实时存储至所述温度数据采集器中，同时通过所述温度信号发射装置将该数据实时发送至计算机或手机中；步骤S4：通过计算机处理所述水泥基材料样品温升与时间对应关系曲线的数据，获取水泥基材料温升速率曲线、时间/温升曲线，其中，温升速率曲线的横坐标为时间、纵坐标为温升速率；时间/温升曲线的横坐标为时间，纵坐标为时间除以对应的温升；步骤S5：通过水泥基材料样品温升速率曲线、时间/温升曲线，获取温升速率加速期起点和加速期终点时间，即水泥基材料水化速率加速期开始时间和结束时间；该水泥基材料水化速率加速期开始时间和结束时间即为测定结果，并用于标志水泥基材料初凝时间和终凝时间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑建岚，王国杰，罗素蓉，王雪芳，陈亚亮，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：发明
国别省市：福建;35