水泥制品表面微晶化专用设备及方法技术

本发明专利技术公开水泥制品表面微晶化专用设备及方法，专用设备包括振子、振动信号发生器、功率放大器和振动传递体，所述振动信号发生器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述振子的信号输入端连接，所述振子与所述振动传递体连接，所述振动传递体与初凝后的水泥制品接触。水泥制品表面微晶化方法：在水泥制品浇筑后、终凝前，对其施加振动，振动频率大于或等于1KHz，振动时间大于或等于5分钟。本发明专利技术制得的水泥制品表层致密，表面覆盖一层发育充分且比较均匀的粒状的硅酸盐晶体，使得水泥制品表面具有优良的抗老化性能。

【技术实现步骤摘要】
水泥制品表面微晶化专用设备及方法
本专利技术涉及水泥制品的制备
更具体地，涉及一种水泥制品表面微晶化专用设备及水泥制品表面微晶化方法。
技术介绍
水泥制品，包括水泥净浆、砂浆、混凝土制品的抗老化性能是影响水泥制品寿命的重要指标。水泥制品在搅拌浇筑后开始水化过程，经历初凝、终凝及后期水化的过程在此过程中形成水合硅酸盐、钙矾石、氢氧化钙等晶体，在整个水化过程中晶体不断生长变大。常规水泥制品表面是由发育不充分的硅酸盐晶体、未水化的硅酸盐颗粒、粗大的柱状或针状钙矾石和氢氧化钙晶体混合组成。常规工艺下生成水泥制品表面微观观察下粗糙，存在大量微小的孔洞，形成的柱状或针状钙矾石和氢氧化钙晶体晶肢长而粗大，强度不高。这些原因导致容易被二氧化碳、酸、碱、盐等侵蚀，使得水泥制品的抗老化性能不佳。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种能够使得水泥制品抗老化性能好的水泥制品表面微晶化专用设备及水泥制品表面微晶化方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：水泥制品表面微晶化专用设备，包括振子、振动信号发生器、功率放大器和振动传递体，所述振动信号发生器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述振子的信号输入端连接，所述振子与所述振动传递体连接，所述振动传递体与浇筑后的水泥制品内表面和/或外表面接触。上述水泥制品表面微晶化专用设备，所述振动传递体为模具，所述水泥制品位于所述模具内，所述振子安装在所述模具的上。上述水泥制品表面微晶化专用设备，所述振动传递体为内模，所述内模的一部分与所述水泥制品的内表面接触、另一部分位于所述水泥制品的外部，所述振子安装在所述内模位于所述水泥制品外部的部分上。上述水泥制品表面微晶化专用设备，所述振动信号发生器产生的振动频率大于或等于1KHz。水泥制品表面微晶化方法，在水泥制品浇筑后、终凝前，对其施加振动，振动频率大于或等于1KHz，振动时间大于或等于5分钟。上述水泥制品表面微晶化方法，振动的频率为20KHz～120KHz。上述水泥制品表面微晶化方法，包括如下步骤：A、按照现有技术中的水泥制品制备方法准备水泥制品浇筑原料；B、在振动传递体上安装振子，并连接振动信号发生器和功率放大器；所述振动信号发生器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述振子的信号输入端连接；C、浇筑，得水泥制品，并将振动传递体与水泥制品接触；水泥制品浇筑后至终凝之前这段时间内，打开所述振动信号发生器和所述功率放大器，对水泥制品施加振动；D、水泥制品终凝后，拆除振子，对水泥制品进行正常养护作业。上述水泥制品表面微晶化方法，对水泥制品在浇筑后至终凝之前施加的振动为连续振动或者间断振动。上述水泥制品表面微晶化方法，对水泥制品表面微晶化工艺流程如下：A、按照现有技术中的水泥制品制备方法准备水泥制品浇筑原料；B、在模具上安装振子，并连接振动信号发生器和功率放大器；所述振动信号发生器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述振子的信号输入端连接；C、在模具内浇筑，得水泥制品，打开所述振动信号发生器和所述功率放大器，对水泥制品施加振动；振动制度为：在浇筑后至终凝前施加振动；D、水泥制品终凝后，拆除振子，对水泥制品进行正常养护作业。上述水泥制品表面微晶化方法，对水泥制品内部微晶化工艺流程如下：A、按照现有技术中的水泥制品制备方法准备水泥制品浇筑原料；B、将振子安装在水泥制品内模上，将振子、振动信号发生器和功率放大器连接；所述振动信号发生器的信号输出端与所述功率放大器的信号输入端连接，所述功率放大器的信号输出端与所述振子的信号输入端连接；C、浇筑，制得水泥制品，水泥制品浇筑后，打开所述振动信号发生器和所述功率放大器，对水泥制品施加振动；振动制度为：在浇筑后至终凝前施加振动。D水泥制品终凝后，拆除振子，对水泥制品进行正常养护作业。本专利技术的有益效果如下：本专利技术水泥制品表面微晶化方法及其专用设备是通过在水泥水化过程中对其施加高频振动(水泥制品浇筑后至终凝前，终凝之后再施加振动的作用比较有限)，使其表层与振动传递体接触的位置在振动作用下形成了一层致密的水化硅酸盐胶体，并且在后期水泥水化过程中，在这层水化硅酸盐胶体表面生长出一层发育充分且比较均匀的粒状的硅酸盐晶体，表面在后期水化过程中生成发育较充分的均匀且呈现细小颗粒状的晶体，从而呈现出水泥制品硅酸盐晶体微晶化的特征。微晶化的水泥制品具有表面硬度高，抗老化性能(碳化，冻融性，酸碱盐侵蚀)优于普通水泥制品的特点。本专利技术水泥制品表面微晶化原理：设计了专用设备，在水泥浇筑到终凝前的一段时间内，对水泥制品施加高频振动，从而在水泥制品表层与振动传递体接触的位置在振动作用下形成了一层致密的水化硅酸盐胶体，在后期水泥水化过程中，在这层水化硅酸盐胶体表面生长出一层发育充分且比较均匀的粒状的硅酸盐晶体，表面在后期水化过程中生成发育较充分的均匀且呈现细小颗粒状的晶体达到微晶的效果。表层致密的水化硅酸盐胶体以及微晶化的水合物晶体使得水泥制品表面更致密，同时由于晶体具有更低的内能，化学稳定性更好，因此使得水泥制品更不易被侵蚀，抗老化性能更好。本专利技术提出了通过物理振动使得水合产物晶体微晶化的原理；通过在水泥水化过程中施加外部振动从而使得水合产物微晶化，制成微晶水泥制品。振动频率：施加的振动频率是一个范围，通常为1KHz～120KHz。频率越低，则作用范围越大，频率越高，则作用范围越小，但能量更集中。振动部位：可在水泥制品外表面施加振动，也可在水泥制品内表面施加振动。在水泥制品内外表面施加振动，可将振子附着在模具表面，模具作为振动传递体。振动时间：在水泥制品浇筑后开始振动，至水泥终凝前终止振动(终凝之后再施加振动的作用比较有限)。在此期间可连续振动也可间断振动。频率高，则振动能量更集中在表层，作用深度小；频率低，则振动能量向内部传递更深，作用深度大。振子的选择。本专利技术原理表明从1KHz的较低频率振子到120KHz高频的超声振子均可在水泥制品表面形成致密的水化硅酸盐胶体，并在后期水化过程中在表面发育出均匀的粒状晶体。鉴于目前常用的振子，例如常用超声振子最高到120K，如果生产出更高频率的振子，也可以实现同样的效果，专利技术人已完成了28K、40K、80K、120K振子的试验，均取得了相似的效果，达到了本专利技术的目的；因此对水泥制品表面施加振动的频率，可以在大于1KHz的基础上任意选择均可以实现同样的技术效果。输出功率的大小会影响振动时间长短，达到同样技术效果的情况下，相同振动频率的条件下，功率小、耗时会比较长，但对结果没有本质的影响。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1本专利技术水泥制品表面微晶化工艺专用设备的一种结构示意图。图2本专利技术水泥制品内部微晶化工艺专用设备的另一种结构示意图。图3经本专利处理的水泥制品表面形貌，采用40KHz频率振动，输出功率50W，振动时长：浇筑后2小时～8小时内，振动15分钟、间隔15分钟……如此反复、间断振动。由奥林巴斯OLS4100激光共聚焦拍摄。可见水泥制品表面覆盖均匀的水化硅酸盐晶体，表面密实，晶体间隙小。图4未经本专利工艺处理的水泥制品表面形貌，由奥林本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水泥制品表面微晶化专用设备，其特征在于，包括振子(1)、振动信号发生器(2)、功率放大器(3)和振动传递体，所述振动信号发生器(2)的信号输出端与所述功率放大器(3)的信号输入端连接，所述功率放大器(3)的信号输出端与所述振子(1)的信号输入端连接，所述振子(1)与所述振动传递体连接，所述振动传递体与浇筑后的水泥制品(6)内表面和/或外表面接触。

【技术特征摘要】
2017.12.28 CN 201711454270X1.水泥制品表面微晶化专用设备，其特征在于，包括振子(1)、振动信号发生器(2)、功率放大器(3)和振动传递体，所述振动信号发生器(2)的信号输出端与所述功率放大器(3)的信号输入端连接，所述功率放大器(3)的信号输出端与所述振子(1)的信号输入端连接，所述振子(1)与所述振动传递体连接，所述振动传递体与浇筑后的水泥制品(6)内表面和/或外表面接触。2.根据权利要求1所述的水泥制品表面微晶化专用设备，其特征在于，所述振动传递体为模具，所述水泥制品(6)位于所述模具(4)内，所述振子(1)安装在所述模具(4)的上。3.根据权利要求1所述的水泥制品表面微晶化专用设备，其特征在于，所述振动传递体为内模(5)，所述内模(5)的一部分与所述水泥制品(6)的内表面接触、另一部分位于所述水泥制品(6)的外部，所述振子(1)安装在所述内模(5)位于所述水泥制品(6)外部的部分上。4.根据权利要求1-3任一所述的水泥制品表面微晶化专用设备，其特征在于，所述振动信号发生器(2)产生的振动频率大于或等于1KHz。5.水泥制品表面微晶化方法，其特征在于，在水泥制品浇筑后、终凝前，对其施加振动，振动频率大于或等于1KHz，振动时间大于或等于5分钟。6.根据权利要求5所述的水泥制品表面微晶化方法，其特征在于，振动的频率为20KHz～120KHz。7.根据权利要求5或6所述的水泥制品表面微晶化方法，其特征在于，包括如下步骤：A、按照现有技术中的水泥制品制备方法准备水泥制品浇筑原料；B、在振动传递体上安装振子(1)，并连接振动信号发生器(2)和功率放大器(3)；所述振动信号发生器(2)的信号输出端与所述功率放大器(3)的信号输入端连接，所述功率放大器(3)的信号输出端与所述振子(1)的信号输入端连接；C、浇筑，得水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：史勇，董建立，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15