预测地聚物凝结时间的方法及预测地聚物抗压强度的方法技术

本发明专利技术涉及预测地聚物凝结时间的方法及预测地聚物抗压强度的方法，涉及建筑材料技术领域。先制备不同碱含量或不同水灰比的地聚物浆体样品，利用维卡仪法测量样品初凝时间和终凝时间，检再测样品的电阻率，得到电阻率曲线及电阻率微分曲线；在电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线与电阻率曲线相交，第一个交点为特征点B，第二个交点为特征点C；将点B、C对应的时间分别与初凝时间和终凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法初凝时间测定值的修正公式。本发明专利技术与传统维卡仪测量法的优点是测试时间短，不需要破坏地聚物浆体样品，另外提供了一种通过测定的终凝时间快速预测地聚物28d终强度的方法，对于实际的施工质量控制具有参考价值。具有参考价值。具有参考价值。

【技术实现步骤摘要】
预测地聚物凝结时间的方法及预测地聚物抗压强度的方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，更具体地，涉及预测地聚物凝结时间的方法及预测地聚物抗压强度的方法，尤其涉及一种地聚物水化反应过程的电阻率动态检测及预测地聚物凝结时间的方法。

技术介绍

[0002]近年来，与水泥相比，地聚物这种常温碱激发胶凝材料因其低碳、速凝、强度高等优点，逐渐引起了研究者们的兴趣。
[0003]地聚物与水泥的反应机理有着本质的不同，地聚物反应进程的发展直接关系到地聚物性能和应用于建筑结构的安全性。许多学者对地聚物基材料反应机理进行了探索，譬如：不同的研究者对地质聚合过程的机理有不同的研究结论，包括溶解
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单体重构
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聚缩三阶段机理，溶解
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扩散
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凝胶
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固化四阶段机理和溶解
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平衡
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凝胶
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重构
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聚合硬化五阶段机理。但以上对地聚物水化过程阶段的划分均没有明确每个阶段对应的时间，也没有将地聚物水化过程的微观结构变化与地聚物的强度相联系。
[0004]关于地聚物反应机理的研究采用的方法可归纳为以下几种：孔径测量、核磁共振(NMR)、X射线衍射法(XRD)、计算机模拟和图像分析法等。然而，采用孔径测量，样品处理的条件对测试结果有很大的影响。XRD可以观察地聚物反应过程中晶体结构的变化，但由于地聚物结构的大部分是非晶态的，可以收集的信息量受到限制。采用NMR会受原料中铁含量的影响。计算机模拟和图像分析法作为一种新型的方法，因能直观分析得到地聚物反应过程中各组分反应进程和反应机理而备受研究者的广泛关注，但由于地聚物反应的化学成分、生成产物和结构的复杂性，对于地聚物反应的模拟仍然处于研究阶段。因此，为了对地聚物反应进程及反应机理进行研究，需要探索其它方法。
[0005]地聚物具有合成反应速度较快、相互作用反应较快的特点，使得地质聚合反应过程复杂，难以直接观察。电学测量方法对于影响地聚物材料微观结构的复杂因素很敏感，并且电学测量方法还具备不损坏和不破坏样品的优点，使得其可以用来更加全面观测地聚物的水化反应。以往关于地聚物材料的电学性质研究可以大致分为两种。第一种就是通过使用两个与地聚物样品相连接的电极直接测量样品的阻抗(如：扫描电镜、万用电表)，但直接测量阻抗方法不能精确地获得地聚物的电阻值。第二种方法即为非接触式电阻率测试方法，避免了极化及接触电阻和电容的影响，具有测试准确度高、测试曲线的物理意义明晰等优点，所以可以更好地实时跟踪和表征地聚物材料的反应进程。
[0006]地聚物的凝结时间是地聚物的重要技术指标，国内外许多专家对其进行了研究。通常都是采用维卡仪测试地聚物的凝结时间进行测量。然而，用维卡仪测试地聚物凝结时间的方法耗时费力，数据离散性高，且每测试一次，都会由外至内对地质聚合物造成贯穿损伤，这极大限制了其在实际工程中的应用。另外，地聚物强度是重要性能指标，地聚物28d抗压强度的大小决定了地聚物材料是否满足施工要求。由于地聚物抗压强度受养护条件影响较大，针对某一特定条件下测定地聚物28d抗压强度会给施工效率及工期造成严重影响，因
此能够提前预测地聚物28d抗压强度十分必要。
[0007]针对以上情况，本专利技术利用无电极电阻率仪来实时动态检测地聚物的早期反应过程。结合地聚物水化反应机理、电阻率微分曲线对维卡仪测得的初凝、终凝的凝结时间进行精准修正，并通过测定地聚物24h电阻率预测28d抗压强度对指导地聚物的应用具有重要意义。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的缺陷，本专利技术动态监测地聚物浆体反应过程电阻率动态变化，从而实现对地聚物反应过程进行快速监测，进一步研究地聚物的反应机理。依据本专利技术提出的地聚物反应过程的电阻率动态检测方法，可以精准确定地聚物的初凝时间和终凝时间，快速预测地聚物如28d抗压强度，从而及时发现地聚物强度的是否达标并及时予以纠正，或者及时确认地聚物抗压强度是否符合要求，为地聚物强度性能快速评价，提高施工效率及缩短工期具有重大意义。
[0009]根据本专利技术第一方面，提供了一种预测地聚物水化反应过程中地聚物凝结时间的方法，包括以下步骤：
[0010](1)将赤泥焙烧后冷却，得到活化赤泥；将所述活化赤泥与高炉矿渣混合后，分别加入不同掺量的碱激发剂，再加入水，充分混匀后，分别得到不同碱含量的地聚物浆体样品；
[0011](2)取至少四个步骤(1)所述的不同碱含量的地聚物浆体样品，利用维卡仪法测量各个所取样品的初凝时间和终凝时间；并且，随时间变化分别检测所取样品的电阻率，直至所取样品完全凝固，得到所取样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；
[0012](3)在各个所取样品电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点为特征点B，从左至右第二个交点为特征点C；
[0013](4)将步骤(3)中所取样品的特征点B对应的时间与步骤(2)中该样品的初凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法初凝时间测定值的修正公式；将步骤(3)中所取样品的特征点C对应的时间与步骤(2)中该样品的终凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法终凝时间测定值的修正公式；
[0014](5)预测步骤(1)中各个所述地聚物浆体样品的凝结时间，具体为：随时间变化检测待测样品的电阻率，直至待测样品完全凝固，得到该待测样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；在该电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点和第二个交点对应的时间分别代入步骤(4)得到的初凝时间测定值的修正公式和终凝时间测定值的修正公式，即得到待测地聚物浆体样品的初凝时间和终凝时间。
[0015]优选地，所述不同碱含量的地聚物浆体样品中Na2O的质量百分比为5％
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8％。
[0016]根据本专利技术另一方面，提供了一种预测地聚物水化反应过程中地聚物凝结时间的方法，包括以下步骤：
[0017](1)将赤泥焙烧后冷却，得到活化赤泥；将所述活化赤泥与高炉矿渣混合后，加入碱激发剂，再分别加入水调节不同的水灰比，充分混匀后，分别得到不同水灰比的地聚物浆体样品；
[0018](2)取至少四个步骤(1)所述的不同水灰比的地聚物浆体样品，利用维卡仪法测量各个所取样品的初凝时间和终凝时间；并且，随时间变化分别检测所取样品的电阻率，直至所取样品完全凝固，得到所取样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；
[0019](3)在各个所取样品电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点为特征点B，从左至右第二个交点为特征点C；
[0020](4)将步骤(3)中所取样品的特征点B对应的时间与步骤(2)中该样品的初凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法初凝时间测定值的修正公式；将步骤(3)中所取样品的特征点C对应的时间与步骤(2)中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测地聚物水化反应过程中地聚物凝结时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将赤泥焙烧后冷却，得到活化赤泥；将所述活化赤泥与高炉矿渣混合后，分别加入不同掺量的碱激发剂，再加入水，充分混匀后，分别得到不同碱含量的地聚物浆体样品；(2)取至少四个步骤(1)所述的不同碱含量的地聚物浆体样品，利用维卡仪法测量各个所取样品的初凝时间和终凝时间；并且，随时间变化分别检测所取样品的电阻率，直至所取样品完全凝固，得到所取样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；(3)在各个所取样品电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点为特征点B，从左至右第二个交点为特征点C；(4)将步骤(3)中所取样品的特征点B对应的时间与步骤(2)中该样品的初凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法初凝时间测定值的修正公式；将步骤(3)中所取样品的特征点C对应的时间与步骤(2)中该样品的终凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法终凝时间测定值的修正公式；(5)预测步骤(1)中各个所述地聚物浆体样品的凝结时间，具体为：随时间变化检测待测样品的电阻率，直至待测样品完全凝固，得到该待测样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；在该电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点和第二个交点对应的时间分别代入步骤(4)得到的初凝时间测定值的修正公式和终凝时间测定值的修正公式，即得到待测地聚物浆体样品的初凝时间和终凝时间。2.如权利要求1所述的预测地聚物水化反应过程中地聚物凝结时间的方法，其特征在于，所述不同碱含量的地聚物浆体样品中Na2O的质量百分比为5％
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8％。3.一种预测地聚物水化反应过程中地聚物凝结时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将赤泥焙烧后冷却，得到活化赤泥；将所述活化赤泥与高炉矿渣混合后，加入碱激发剂，再分别加入水调节不同的水灰比，充分混匀后，分别得到不同水灰比的地聚物浆体样品；(2)取至少四个步骤(1)所述的不同水灰比的地聚物浆体样品，利用维卡仪法测量各个所取样品的初凝时间和终凝时间；并且，随时间变化分别检测所取样品的电阻率，直至所取样品完全凝固，得到所取样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲线；(3)在各个所取样品电阻率微分曲线上的转折点处分别作垂直线，垂直线分别与电阻率曲线相交，从左至右第一个交点为特征点B，从左至右第二个交点为特征点C；(4)将步骤(3)中所取样品的特征点B对应的时间与步骤(2)中该样品的初凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法初凝时间测定值的修正公式；将步骤(3)中所取样品的特征点C对应的时间与步骤(2)中该样品的终凝时间进行线性拟合，得到维卡仪法终凝时间测定值的修正公式；(5)预测步骤(1)中各个所述地聚物浆体样品的凝结时间，具体为：随时间变化检测待测样品的电阻率，直至待测样品完全凝固，得到该待测样品电阻率随时间的变化曲线及电阻率微分曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家宽，柯妍，梁莎，权俊达，李星吾，胡天赐，虞文波，胡敬平，侯慧杰，肖可可，袁书珊，黄亮，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：