一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用，针对不同水灰比浆体的横向弛豫时间的第一回波峰振幅值随龄期变化的试验数据，采用模型拟合，得到模型与水灰比、CaO掺量、SAP掺量与养护温度之间的关系，模型可以反映水灰比、CaO掺量、SAP掺量以及养护温度对水化的影响。通过该模型，可以很方便的得知不同水灰比、不同CaO掺量、不同SAP掺量以及不同养护温度在任意时刻的水化，而不需要通过测试装置实时测试，对于水泥基材料性能研究具有深刻意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用
本专利技术涉及一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用，属于混凝土建筑

技术介绍
水泥基材料所有性能的变化都是起源于水化。水化过程伴随着水化热的产生，同时对材料早期及后期各种物理化学性能都有很大的影响。所以想要提高水泥性能，首先需要研究水泥水化，了解其本质、机理和过程，进而改善水泥的性能。CaO类膨胀剂的膨胀源是Ca(OH)2，目前对掺CaO类膨胀剂的水泥基材料研究较少，但煅烧温度合适的CaO膨胀熟料，膨胀效率高，因此CaO类膨胀剂在今后的应用中会越来越多。但CaO膨胀剂早期水化速度较快，且其水化要与胶凝材料争夺水分，水化速度与温度也密切相关。高吸水树脂(SAP)能引入多余的水分，在浆体内部自干燥作用下能持续释放水分，补偿水化所消耗的水分，将有效的提高湿度，减少水泥基材料的自收缩变形。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法，通过监测水分子中氢质子的弛豫时间反映水分子所处的微观环境，实现无损连续监测，具有快速、连续和无损的优点。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法，用于针对具有高吸水树脂内养护补偿收缩的目标水泥基材料，实现早龄期水化反应模型的构建，包括如下步骤:步骤001.浇筑预设份数的目标水泥基材料样品，且各份目标水泥基材料样品彼此具有不同水灰比w/c、不同高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及不同CaO掺量mCaO，并分别针对各目标水泥基材料样品，采用预设与之相对应的温度进行养护，然后进入步骤002；步骤002.分别针对各份目标水泥基材料样品，获得目标水泥基材料样品分别对应各观测时刻的横向驰豫时间T2的分布，然后进入步骤003；步骤003.针对各份目标水泥基材料样品的水灰比w/c、高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO和养护温度T，以及其分别对应各观测时刻、横向驰豫时间T2的分布进行分析，提出目标水泥基材料横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅随龄期变化模型，如下所示，即早龄期水化反应模型；式中，T(t)表示目标水泥基材料对应龄期t时、横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅值；参数a、b、c分别为目标水泥基材料中矿物组分、细度、水灰比的表征参数；λCaO表示CaO掺量影响系数；λT表示目标水泥基材料养护温度影响系数；λSAP表示高吸水树脂SAP掺量影响系数，然后进入步骤004；步骤004.依据针对各份目标水泥基材料样品的水灰比w/c、高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO和养护温度T，以及其分别对应于各个观测时刻、横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅值的分析，获得参数a、b、c分别与水灰比w/c的关系如下：a＝1040(w/c)2+362.8(w/c)-37.24b＝21130(w/c)2-14386(w/c)+2878.4c＝324(w/c)2-175(w/c)+31.2影响系数λCaO与CaO掺量mCaO、以及龄期t的关系如下：λCaO＝0.9971exp(0.0359mCaO)×(0.0048(mCaO)2-0.0152mCaO+1)t影响系数λSAP与高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及龄期t的关系如下：λSAP＝(-0.2444(mSAP)2+0.1167mSAP+1)t+2.2733mSAP-4.2667(mSAP)2影响系数λT与养护温度T、以及龄期t的关系如下：λT＝(dt+exp(e/t)+f)d＝-0.422(T/40)2+0.623(T/40)+0.799e＝-10.67(T/40)2+26.649(T/40)-15.979f＝-1.53(T/40)2+2.113(T/40)-0.583其中，d、e、f为关于养护温度T的函数。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤001中，浇筑预设份数的目标水泥基材料样品的过程中，将各种水泥试样分别搅拌后，分别装入直径为27mm，长200mm的圆柱形玻璃管进行浇筑，且各份目标水泥基材料样品的浇筑高度为2cm～3cm。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述步骤002中，分别针对各份目标水泥基材料样品，按预设观测周期时间进行观测；其中，在各个观测时刻中，首先通过核磁共振仪获得目标水泥基材料样品的纵向磁矢量恢复过程图，接着采用核磁共振仪针对该纵向磁矢量恢复过程图进行反演，获得目标水泥基材料样品对应该观测时刻、横向驰豫时间T2的分布；进而分别获得各份目标水泥基材料样品对应于各观测时刻、横向驰豫时间T2的分布。与上述相对应，本专利技术还要解决的技术问题是提供一种基于高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型的应用，通过监测水分子中氢质子的弛豫时间反映水分子所处的微观环境，实现无损连续监测，具有快速、连续和无损的优点。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种基于高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型的应用，用于针对具有高吸水树脂内养护补偿收缩的目标水泥基材料，实现水化反应的预测，包括如下步骤：步骤A01.针对待检测目标水泥基材料，分别获得其水灰比w/c，以及其中高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO和养护温度T，然后进入步骤A02；步骤A02.将待检测目标水泥基材料的水灰比ω/c，以及其中高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO和养护温度T，代入到所述目标水泥基材料水化反应模型中，获得目标水泥基材料水化反应模型，用于实现水化反应的预测。本专利技术所述一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术所设计高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法及应用，针对不同水灰比浆体的横向弛豫时间的第一回波峰振幅值随龄期变化的试验数据，采用模型拟合，得到模型与水灰比、CaO掺量、SAP掺量与养护温度之间的关系，模型可以反映水灰比、CaO掺量、SAP掺量以及养护温度对水化的影响。通过该模型，可以很方便的得知不同水灰比、不同CaO掺量、不同SAP掺量以及不同养护温度在任意时刻的水化，而不需要通过测试装置实时测试，对于水泥基材料性能研究具有深刻意义。附图说明图1是本专利技术设计应用中不同水灰比复合浆体试验数据与拟合结果对比图；图2是本专利技术设计应用中不同CaO膨胀熟料掺量复合浆体试验数据与拟合结果对比图；图3是本专利技术设计应用中不同养护温度复合浆体试验数据与拟合结果对比图；图4是本专利技术设计应用中不同内养护剂SAP掺量复合浆体试验数据与拟合结果对比图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。本专利技术所设计一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法，用于针对具有高吸水树脂内养护补偿收缩的目标水泥基材料，实现早龄期水化反应模型的构建，实际应用当中，具体包括如下步骤:步骤001.浇筑预设份数的目标水泥基材料样品，且各份目标水泥基材料样品彼此具有不同水灰比w/c、不同高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及不同CaO掺量mCaO，应用中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法，用于针对具有高吸水树脂内养护补偿收缩的目标水泥基材料，实现早龄期水化反应模型的构建，其特征在于，包括如下步骤:步骤001.浇筑预设份数的目标水泥基材料样品，且各份目标水泥基材料样品彼此具有不同水灰比w/c、不同高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及不同CaO掺量mCaO，并分别针对各目标水泥基材料样品，采用预设与之相对应的温度进行养护，然后进入步骤002；步骤002.分别针对各份目标水泥基材料样品，获得目标水泥基材料样品分别对应各观测时刻的横向驰豫时间T2的分布，然后进入步骤003；步骤003.针对各份目标水泥基材料样品的水灰比w/c、高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO、养护温度T，以及其分别对应各观测时刻、横向驰豫时间T2的分布进行分析，提出目标水泥基材料横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅随龄期变化模型，如下所示，即早龄期水化反应模型；

【技术特征摘要】
1.一种高吸水树脂内养护补偿收缩水泥基材料早龄期水化预测模型构建方法，用于针对具有高吸水树脂内养护补偿收缩的目标水泥基材料，实现早龄期水化反应模型的构建，其特征在于，包括如下步骤:步骤001.浇筑预设份数的目标水泥基材料样品，且各份目标水泥基材料样品彼此具有不同水灰比w/c、不同高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及不同CaO掺量mCaO，并分别针对各目标水泥基材料样品，采用预设与之相对应的温度进行养护，然后进入步骤002；步骤002.分别针对各份目标水泥基材料样品，获得目标水泥基材料样品分别对应各观测时刻的横向驰豫时间T2的分布，然后进入步骤003；步骤003.针对各份目标水泥基材料样品的水灰比w/c、高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO、养护温度T，以及其分别对应各观测时刻、横向驰豫时间T2的分布进行分析，提出目标水泥基材料横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅随龄期变化模型，如下所示，即早龄期水化反应模型；式中，T(t)表示目标水泥基材料对应龄期t时、横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅值；参数a、b、c分别为目标水泥基材料中矿物组分、细度、水灰比的表征参数；λCaO表示CaO掺量影响系数；λT表示目标水泥基材料养护温度影响系数；λSAP表示高吸水树脂SAP掺量影响系数，然后进入步骤004；步骤004.依据针对各份目标水泥基材料样品的水灰比w/c、高吸水树脂SAP掺量mSAP、CaO掺量mCaO、养护温度T，以及其分别对应于各个观测时刻、横向驰豫时间T2的第一回波峰振幅值的分析，获得参数a、b、c分别与水灰比w/c的关系如下：a＝1040(w/c)2+362.8(w/c)-37.24b＝21130(w/c)2-14386(w/c)+2878.4c＝324(w/c)2-175(w/c)+31.2影响系数λCaO与CaO掺量mCaO、以及龄期t的关系如下：λCaO＝0.9971exp(0.0359mCaO)×(0.0048(mCaO)2-0.0152mCaO+1)t影响系数λSAP与高吸水树脂SAP掺量mSAP、以及龄期t的关系如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海涛，蒋凯迪，邸云菲，吴霞，陈晓东，丁健，秦骁，洪彬，万意，贾瑞明，孙高扬，李士海，程淑君，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32