本发明专利技术提供了一种采用荧光染料测定防护剂在水泥基材料表面渗透深度及渗透量的方法，步骤包括：在防护剂中掺入满足测试量的荧光染料，将含有荧光染料和防护剂的混合物作用于一定龄期的水泥基材料表面，然后在水泥基材料的不同深度取样，对各试样进行荧光光谱检测，通过荧光强度、荧光染料和防护剂的比例得出荧光染料的渗透深度以及浓度分布，进而得出样品不同深度区间防护剂含量。本方法简单易行、测量周期短、成本低、适用范围广，可用于定量分析防护剂在不同渗透深度处的浓度和质量分布，可用于精确评价防护剂在水泥基材料表面的渗透性能，进而有效控制防护剂在水泥基材料中作用的发挥。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种采用荧光染料测定水泥基材料表面的防护剂渗透深度及渗透量 的方法，特别适用于反映表面改性水泥基材料中防护剂的渗透量及渗透深度，属于建筑材 料
技术介绍
水泥基表面密实的孔隙结构对于抵御外界环境中有害物质的侵袭具有非常重要 的意义。表层是水泥基材料的薄弱环节，水泥基材料的表层暴露在环境中，长期经受外界环 境的不断侵蚀而变得疏松多孔或出现裂纹，这样外界环境中的有害物质会侵入水泥基材料 内部，从而破坏水泥基材料的内部结构。为了减少或杜绝这一现象的发生，需要对水泥基材 料进行修补。随着我国建筑行业的规模化不断加大，对水泥基材料耐久性的要求越来越高。 我国每年因水泥基材料的修补问题而产生的修补费用巨大，所以寻找一种可以密实混凝土 结构，又不至于对混凝土其他性能造成影响的物质至关重要。长期以来，人们致力于用表面 改性的方法获得致密的表面结构，在水泥基材料表层形成屏障，预防外界有害物质的侵袭 从而改善混凝土的耐久性，延长混凝土的服役时间。 经过大量的研究，研究人员得出对水泥基材料表层结构的致密化作用比较有效果 的防护剂包括纳米二氧化硅、硅质憎水防护剂、正硅酸乙酯等。其中正硅酸乙酯对密实结构 的作用尤为突出。正硅酸乙酯的密实结构的机理是，正硅酸乙酯溶液进入孔结构，孔内部提 供的水分让正硅酸乙酯发生水解生成可以参与火山灰反应的二氧化硅和对水泥基材料没 有危害的乙醇，二氧化硅进而与水泥的水化产物氢氧化钙发生反应，生成C-S-H凝胶，下是 反应方程式从上面的介绍可以看出，在进行表面处理时，正硅酸乙酯或其他防护剂进入水泥基材 料中的量对密实结构起至关重要的作用。对防护剂定量测定能够明确防护剂在水泥材料中 的分布，进而指导防护剂在水泥基材料表面经济、合理的利用。因此，如何定量检测正硅酸 乙酯或其他防护剂进入水泥基材料中的量成为人们越来越关注的问题。 现在有关渗透深度的测定方法也有很多，比如申请号为CN201210010833. 7的"一 种混凝土中碘离子渗透深度的测量方法"专利，公开的方法是：1 :劈裂试件：试件做完电迀 移试验后，劈成两半；2 :喷洒试剂：在混凝土的劈裂面上喷洒碘酸钾溶液，再喷洒淀粉悬浮 液；3 :酸化表面：步骤2完成后，当混凝土的劈裂面表面稍干时，喷洒弱酸溶液；4 :测量渗 透深度：碘离子渗透到的地方显示褐色，待混凝土的劈裂面显色后，测量碘离子渗透深度。 又如申请号为 US19990330660 Non-destructive in-situ method and apparatus for determining radionuclide depth in media的专利，他的测试方法是基于原位伽玛能谱 学来测定在混凝土等介质中的放射性污染物的深度。他是根据原位伽玛能谱结果中未碰撞 的峰值的信息，再根据一种特定的算法来预测渗透深度的。 上述专利只能定性地分析渗透深度，不能对所测的物质进行定量测定。第一件专 利中，样品的制备相对复杂，劈开过程中，要保证截面垂直地面以确保实验的准确性有一定 的难度。对于第二件专利中，通过变色来辨别渗透深度，精确性不够。 陈更新在《氯离子在水泥砂浆中的渗透深度和浓度分布》这篇文章里用染色法和 滴定法来确定氯离子的渗透深度和浓度分布。Shuzo Eto在光谱化学学报《激光诱导等离 子体光谱技术在定量测定加强混凝土中碳化和氯离子渗透》这篇文章里，用激光诱导等离 子体光谱技术来测量碳化和氯离子渗透深度和质量。以上测量手段也存在弊端。陈更新的 方法中，要确定需要测定的某种物质的深度，就要寻找能够给这种物质染色的染料，所以只 能对特定的物质适用，不能适用到所有物质，并且不能定量测量。Shuzo Eto的方法里，因为 样品都是被劈开的，所以，裂纹的宽度会影响谱线的发射强度，从而使得出的结果不准确。
技术实现思路
针对现有技术中没有对防护剂渗透量的有效测量方法以及对防护剂渗透深度测 试方法繁琐、精确度不够等缺陷，本专利技术提供了一种采用荧光染料测定水泥基材料表面的 防护剂渗透深度及渗透量的方法。该方法具有操作简单、原料易得、测量周期短、适用范围 广、测量准确度高等优点。 本专利技术创新性的提出以荧光材料为介质检测水泥基材料(例如混凝土、砂浆、净浆 等）表面防护剂的渗透深度、在不同深度的渗透量，以及表面处理时间和方式对渗透量的影 响，实现了防护剂渗透性的定量检测。这样能更好地了解防护剂在水泥材料中的分布情况， 从而更好的指导防护剂的用量和作用时间和方式，以期达到用最佳的防护剂用量得到最佳 的防护效果，为实现最大程度提高水泥基材料的耐久性提供指导。 本专利技术具体技术方案如下： 一种采用荧光染料测定水泥基材料表面的防护剂渗透深度及渗透量的方法，包括以下 步骤：在防护剂中掺入满足测试量的荧光染料，将含有荧光染料和防护剂的混合物覆在水 泥基材料的表面，然后在水泥基材料的不同深度取样，对各试样进行荧光光谱检测，通过荧 光强度得出荧光染料的渗透深度以及在不同深度的浓度分布，通过荧光染料和防护剂的比 例关系得出防护剂在水泥基材料不同深度的渗透量。 上述方法中，所用的防护剂是指所有以液体状态覆到水泥基材料表面、通过渗透 的方法进入水泥基材料内部的、对水泥基材料具有密实填充、增强、修复等作用的单一物质 或者混合物。例如，可以为原位反应型防护剂、密实填充防护剂、孔壁成膜防护剂。所述原 位反应型防护剂指的是：防护剂深入硬化混凝土内部后与基体发生原位化学反应，生成的 产物发挥防护作用的一类防护剂。进一步的，原位反应型防护剂有水玻璃、正硅酸乙酯、纳 米二氧化娃溶胶等。 上述方法中，防护剂和荧光染料应该存在于均一溶液体系中，即防护剂和荧光染 料能够混合成均匀溶液，或者防护剂和荧光染料在其他成分的存在下能够形成均匀溶液， 从而使荧光染料在水泥基材料中的渗透规律与防护剂在水泥基材料中的渗透规律一致。 上述方法中，所用的荧光染料是能发出荧光的染料，荧光染料发光是因为在吸收 可见光和紫外光后，能把紫外光转变为波长较长的可见光波而被发射回来。本专利技术中选择 的荧光染料只要不跟防护剂发生反应的荧光染料都可以。优选发射波长较长的荧光染料， 这样样品背景干扰较小。满足本专利技术要求的荧光染料有很多，主要包括三大类：1、罗丹明 类荧光染料，比如罗丹明6G(R6G)、罗丹明B(RB)、乙基罗丹明B(ERB)、丁基罗丹明B(BRB) 等；2荧光酮类荧光染料，比如水扬基荧光酮，苯基荧光酮，邻氯苯基荧光酮，4, 5-二溴苯基 荧光酮等；3、菲啶染料，比如溴乙菲啶，氯化氮氨菲啶，菲啶溴红等。 本专利技术荧光染料掺加量较少，荧光染料与防护剂的质量比为0.005-0.03 : 99. 995-99. 97,在仅含荧光染料和防护剂的混合物中，荧光染料的含量为0. 005-0. 03wt%， 防护剂的含量为99. 995-99. 97wt%。根据水泥基材料水灰比以及龄期的不同，荧光染料的用 量有适当调整。随着水灰比的增加，水泥基材料的孔径增加，这种情况下用较少的荧光染料 即可检测到明显的荧光光谱，因此荧光染料的掺加量可以较少。同样当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用荧光染料测定防护剂在水泥基材料中的渗透深度及渗透量的方法，其特征是包括以下步骤：在防护剂中掺入满足测试量的荧光染料，将含有荧光染料和防护剂的混合物覆在水泥基材料的表面，然后在水泥基材料的不同深度取样，对各试样进行荧光光谱检测，通过荧光强度得出荧光染料的渗透深度以及在不同深度的浓度分布，通过荧光染料和防护剂的比例关系得出防护剂在水泥基材料不同深度的渗透量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏坤，程新，张蕊，周宗辉，杜鹏，张秀芝，黄世峰，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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