一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法，该方法的步骤主要包括：第一，含废弃粘土砖粉水泥浆体测试样品的制备；第二，含废弃粘土砖粉水泥浆体测试样品的能谱分析及图片的拍摄；第三，含废弃粘土砖粉水泥浆体测试样品能谱分析图片的亮度信息数字转化；第四，计算废弃粘土砖粉在水泥浆体中的反应程度。该方法操作方便、结果重复性好，能够满足不同类型废弃粘土砖粉在水泥硬化浆体中不同龄期时的反应程度测定需求。浆体中不同龄期时的反应程度测定需求。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法


[0001]本专利技术涉及一种水泥材料中废弃砖粉反应程度的测定方法，尤其涉及一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法。

技术介绍

[0002]废弃粘土砖粉是由废弃粘土砖经破碎、粉磨制备的一种再生粉体。由于粉磨功耗低且具有火山灰活性，废弃粘土砖粉具有作为辅助胶凝材料使用的极大潜力，将会是我国废弃粘土砖建筑固废的一种主要的消纳途径。规范中常以活性指数，即反应程度，作为辅助胶凝材料的评价指标。在水泥硬化浆体中，废弃粘土砖的反应程度越高，含该废弃粘土砖粉的水泥基体性能越高，该废弃粘土砖粉的利用价值越高。
[0003]目前，选择性溶解法是评价辅助建筑胶凝材料反应程度最常使用的方法。选择性溶解法的原理在于：水泥水化产物和未水化水泥颗粒在酸等溶剂中的优先溶解性和辅助胶凝材料的微溶解性或不溶解性，通过计算溶解渣与未溶解样品的质量之间的关系，确定辅助胶凝材料的反应程度。该方法的不足之处在于：(1)水泥硬化浆体中的氢氧化钙和阿利特相会部分的不溶解于酸等溶剂中，从而影响计算结果；(2)整个测试需要经过多次称量以及过滤和烘干等程序，大量的人为操作会显著影响计算结果；(3)由于影响计算结果的因素较多，对低活性辅助胶凝材料的反应程度测定结果重复性不佳。废弃粘土砖粉被划分为慢反应火山灰材料，活性较低。因此，选择性溶解不能很好的评价水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉的反应程度，不利于废弃粘土砖粉的活性性能评价。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种能准确方便测试水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法。
[0005]技术方案：本专利技术所述的一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法包括如下步骤：
[0006](1)从含废弃粘土砖粉的水泥硬化浆体中获取多个不同位置处的浆体试样，使用环氧树脂冷镶镶嵌上述浆体试样，经抛光打磨后获得含废弃粘土砖粉的水泥硬化浆体场发射扫描电镜能谱观测样品。
[0007](2)对步骤(1)所得的样品进行能谱分析，拍摄Ca、Si和Al元素的分布图片，并对废弃粘土砖粉颗粒进行Ca、Si和Al元素的能谱点扫描元素含量测定。
[0008](3)使用自编程序(基础计算原则如下所示)对步骤(2)所得样品的Ca、Si和Al元素的分布图片进行像素亮度数值转换，得到图片亮度数字矩阵。
[0009]程序基础计算原则：％转化为亮度Y，此为灰度，非0
‑
255
[0010]％Y＝0.2989*R+0.5870*G+0.1140*B；
[0011]Y＝0.3334*R+0.3332*G+0.3333*B；
[0012]greyPic＝uint8(Y)；
[0013]figure(2)
[0014]imshow(greyPic)；
[0015]title('RGB图像转化为灰度图像')
[0016](4)计算步骤(3)得到样品图片的亮度数字矩阵中相同像素位置处的Ca/Si和Ca/Al亮度数值比值。
[0017](5)基于步骤(2)所得的废弃粘土砖粉颗粒的能谱点扫描元素含量结果，确定步骤(2)所得样品图片中废弃粘土砖粉颗粒的Ca/Si和Ca/Al信息数值比值，获得可产生废弃粘土砖粉颗粒标记的图片数字矩阵信息。
[0018](6)将步骤(5)所得的废弃粘土砖粉颗粒标记的图片数字矩阵信息，转换为图片，计算上述图片中废弃粘土砖颗粒的面积占比，通过公式(1)计算：
[0019][0020]式中，R
RBP
为水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉的反应程度；
[0021]Af
RBP
(T＝0)为养护龄期时间为0时刻，含废弃粘土砖粉水泥硬化浆体图片中废弃粘土砖粉的面积占比，按式(2)计算；
[0022]Af
RBP
(T＝t)为养护龄期时间为t时刻，含废弃粘土砖粉水泥硬化浆体图片中废弃粘土砖粉的面积占比。
[0023]进一步地，计算水泥未水化时废弃粘土砖粉水泥浆体中废弃粘土砖粉的体积比，通过公式(2)计算：
[0024][0025]式中：Af
RBP
(T＝0)为废弃粘土砖粉的体积分数；
[0026]ρ
c
为水泥的密度；
[0027]ρ
w
为拌合水的密度；
[0028]ρ
B
为废弃粘土砖粉的密度。
[0029]M
c
为水泥的质量占比；
[0030]M
w
为拌和水的质量占比；
[0031]M
B
为拌合物的质量占比。
[0032]进一步地，所述能谱分析使用的仪器为场发射扫描电镜。
[0033]技术原理：
[0034]本方法的原理在于：在使用场发射扫描电镜获得含废弃粘土砖粉水泥硬化浆体的Ca、Si和Al元素分布图片的基础上，利用图片亮度信息数字转换，通过限定Ca/Si和Ca/Al比值条件，标记出上述元素分布图片中废弃粘土砖粉颗粒，基于废弃粘土砖粉颗粒在图片中的面积占比，计算出其在水泥浆体中的反应程度。
[0035]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：(1)本方法试验过程中人为干扰因素少。场发射扫描电子显微镜可提供相同的能谱分析条件，避免人为因素对试验结果的影响；(2)本方法测定结果数据准确、重复性好。使用场发射扫描电子显微能谱分析结合自编图像亮度信息数字转化程序，可准确的识别含废弃粘土砖粉水泥硬化浆体能谱图
片中的废弃粘土砖粉颗粒，从而准确计算出废弃粘土砖粉在水泥硬化浆体中的反应程度；(3)本方法适用范围广。可用于测定不同种类废弃粘土砖粉在水泥硬化浆体中的不同龄期时的反应程度；(4)本方法试验过程中不产生有害环境的酸溶剂等物质。
具体实施方式
[0036]下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0037]实施例1
[0038]1养护龄期为3天、废弃粘土砖粉掺量为30％的P.O水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉的反应程度
[0039]1.1从养护龄期为3天、废弃粘土砖粉掺量为30％的P.O水泥硬化浆体中，获取五个不同位置的浆体试样。使用环氧树脂冷镶镶嵌这些浆体试样，经抛光打磨后获得含废弃粘土砖粉的水泥硬化浆体的观测样品。
[0040]1.2利用场发射扫描电镜对这些测试样品进行能谱分析，拍摄5
×
60张Ca、Si和Al元素的分布图片，并对废弃粘土砖粉颗粒进行能谱点扫描Ca、Si和Al元素含量测定。使用程序对上述得到的Ca、Si和Al元素的分布图片进行像素亮度数值转换，得到图片亮度数字矩阵。计算由Ca、Si和Al元素分布图片转换得到的图片亮度数字矩阵中相同位置处的Ca/Si和Ca/Al亮度数值比值。
[0041]1.3基于步骤(1.2)获得的废弃粘土砖粉颗粒的能谱点扫描Ca、Si和Al元素含量结果，确定含废弃粘土砖本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将含废弃粘土砖粉的水泥硬化浆体浸入环氧树脂中，硬化后抛光，得测试样品；(2)对上述测试样品进行能谱分析，获取测试样品的Ca、Si和Al元素的分布图片；(3)对测试样品的Ca、Si和Al元素的分布图片进行像素亮度数值转换；(4)计算Ca、Si和Al元素分布图片中相同位置处像素点的Ca/Si和Ca/Al亮度数值比值；(5)对废弃粘土砖粉颗粒进行能谱分析，获取其Ca、Si和Al元素含量，由此确定水泥硬化浆体中的废弃粘土砖粉的Ca/Si和Ca/Al信息数值比值，获得可产生废弃粘土砖粉标记的图片数字信息，将上述获得的可产生废弃粘土砖粉标记的图片数字信息转换为图片；(6)计算步骤(5)所得图片中废弃粘土砖粉的面积占比；(7)根据步骤(6)所得的面积占比，按照式(1)，计算硬化水泥浆体中废弃粘土砖粉的反应程度：式中，R
RBP
为水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉的反应程度；Af
RBP
(T＝0)为养护龄期为0时刻，水泥硬化浆体图片中废弃粘土砖粉的面积占比；AF
RBP
(T＝t)为养护龄期为t时刻，水泥硬化浆体图片中废弃粘土砖粉的面积占比。2.根据权利要求1所述的水泥硬化浆体中废弃粘土砖粉反应程度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建明，李述俊，赵亚松，罗旭，徐振海，陈高丰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：