【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水泥基材料养护，尤其涉及一种lc3体系的微波养护方法。
技术介绍
1、为了应对水泥生产过程对自然资源的消耗和其产生的碳足迹问题，寻找一种新型、低碳的胶凝材料替代品已成为当务之急。其中，煅烧粘土-石灰石-水泥体系(lc3)是一种具有前景的低碳胶凝材料，通过添加大量煅烧粘土和石灰石来提高材料的胶凝性能。与普通硅酸盐水泥相比，lc3可以减少高达40％的二氧化碳排放，但是目前lc3主要存在早强强度发展较慢的缺点。针对普通水泥基材料，为了促进其早期强度发展和水化物的形成，通常采用热水养护、蒸汽养护、干热养护、蒸压养护及其复合固化方式等加热养护方式。然而，这些养护方式都存在能耗高、效率低的问题。因此，针对现有养护方式所面临的瓶颈，建立一种低能耗、高效率的养护方式来有效提高lc3的早强强度是当前亟需解决的问题。与传统的热养护方法相比，微波养护是一种依靠吸收微波能量并将其转化为热量的体积热养护方法，具有加热速度快、处理时间短和能耗低的特点。微波养护水泥基材料，有助于提升其早期强度发展，缩短了水泥水化诱导期，降低水泥基材料的孔隙率。因此，针对lc3体系，建立温度控制下的微波养护制度，开发出一种既能提升lc3的早期强度，又能保证其长期性能的养护方法是目前研究的重点。
2、目前的微波养护方法主要针对特定材料，因为不同的材料体系会有不同的介电特性，介电特性会进一步影响微波作用下材料本身的温升速率，造成在微波加热过程中产生不同的温度增长速率。过快的温度增长会导致不均匀的温度分布，影响养护效果。目前，lc3体系中的不同化学组成和活
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是，提供一种lc3体系的微波养护方法，不仅可以有效提高lc3体系的早期强度，还能保证材料的最终质量。为了突破常规养护条件对lc3体系早期强度发展的限制、克服现有养护设备的制约，通过控制微波功率、加热、冷却时间等参数进而达到控制养护温度、养护时间的效果，从而制备得到早期强度高，脱模快，28天抗压强度接近标准养护条件下的lc3试件。
2、为了解决上述问题，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种lc3体系的微波养护方法，所述养护方法包括以下内容：
4、(1)将水泥、煅烧粘土、石灰石、石膏和砂子搅拌均匀，按水胶比0.45制备lc3浆体；
5、(2)将搅拌好的lc3浆体和砂子混合均匀获得lc3砂浆，再装入采用peek材质制作的模具中，获得lc3试块；
6、(3)微波加热过程：将lc3试块连同模具一起放入微波炉中进行养护，采用微波炉温度探针进行内部温度的实时测量与追踪，微波至lc3试块内部温度为95-100℃时停止加热，然后逐渐冷却，冷却时间为25min；达到冷却时间后再开启微波重复上述过程进行下一次加热冷却；加热冷却循环次数为4-12次，微波加热功率为200w-600w；
7、(4)最后一次微波加热完成后获得lc3试件，将lc3试件冷却至室温静置到6h后脱模，再放入标养室进行养护。
8、进一步地，所述水泥为pi 52.5硅酸盐水泥，粒径为600-1200μm；所述石灰石为石灰石粉，粒径为300-800μm，石灰石粉中cao的质量百分含量>60％；所述煅烧粘土的粒径为500-1500μm，煅烧黏土中sio2的质量百分含量>50％，al2o3的质量百分含量>40％；所述石膏为石膏粉，粒径为300-600μm；所述砂子为iso标准水泥砂，粒径0.08-2.0mm。
9、进一步地，每次循环中微波加热功率相同，微波加热功率为200w、300w、400w、500w或600w，对应微波加热功率下内部升温速率分别为0.115℃/s、0.17℃/s、0.24℃/s、0.455℃/s或0.93℃/s；当lc3内部温度达到100℃时，200w微波加热所需时间为460s、300w微波加热所需时间为310s、400w微波加热所需为220s、500w微波加热所需时间为120s、600w微波加热所需时间为60s。
10、进一步地，所述微波加热功率为300w，循环次数为8次；标养室养护至测试龄期。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
12、本专利技术所研究的lc3体系相比于普通水泥基材料，化学组成和活性影响孔溶液的离子种类和浓度，介电性能更为优异，其微波作用下的介电响应更为强烈，进而影响其内部温升规律。针对lc3体系，微波加热过程中保证lc3体系内温度不超过100℃，最终确定微波作用下的养护制度，有效避免内部水分蒸发，为一种间歇式微波加热养护制度。具体过程为：微波至lc3试块内部温度接近100℃是停止加热，试块冷却至室温再进行加热，冷却时间为25min，直至最后一次加热后冷却至室温后脱模，后续养护则放入标养室保证养护水分。本专利技术养护方法不会造成lc3体系过快的温度升高，保证了内部养护温度不超过100℃，在保证内部水分不被蒸发的同时有效提高了养护温度，进而达到了促进早期水化水化的作用，有效提升了lc3材料的早期强度，缩短了养护时间。
13、本专利技术养护方法中设置合理的循环次数和微波频率，若循环次数不足4次，试件达不到微波养护效果，而循环加热次数超过12次后，试件会由于加热时间太长，早期水化太过充分，而影响后期水化过程，导致试件后期抗压强度不足。将不同微波功率分为低功率(<200w)、中功率(200w-600w)和高功率(>700w)，在低功率下(<200w)，由于输出功率较小，导致lc3砂浆升温太慢，早期抗压强度提升效果不明显。在高功率下(>700w)，为了防止升温过高造成水分蒸发和空气膨胀，避免砂浆破裂，采用短时间的脉冲式微波辐射，这样会导致微波时间不足，不能形成较高的早期抗压强度。因此本专利技术中设置在中功率下能够获得较好的养护效果，在与现有的蒸汽热养护达到相同效果时，不仅具有养护周期短，而且具有耗能低的优点。
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1.一种LC3体系的微波养护方法，其特征在于，所述养护方法包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的养护方法，其特征在于，所述水泥为PI 52.5硅酸盐水泥，粒径为600-1200μm；所述石灰石为石灰石粉，粒径为300-800μm，石灰石粉中CaO的质量百分含量>60％；所述煅烧粘土的粒径为500-1500μm，煅烧黏土中SiO2的质量百分含量>50％，Al2O3的质量百分含量>40％；所述石膏为石膏粉，粒径为300-600μm；所述砂子为ISO标准水泥砂，粒径0.08-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的养护方法，其特征在于，每次循环中微波加热功率相同，微波加热功率为200W、300W、400W、500W或600W，对应微波加热功率下内部升温速率分别为0.115℃/s、0.17℃/s、0.24℃/s、0.455℃/s或0.93℃/s；当LC3内部温度达到100℃时，200W微波加热所需时间为460s、300W微波加热所需时间为310s、400W微波加热所需为220s、500W微波加热所需时间为120s、600W微波加热所需时间为60s
4.根据权利要求1所述的养护方法，其特征在于，所述微波加热功率为300W，循环次数为8次；标养室养护至测试龄期。
...【技术特征摘要】
1.一种lc3体系的微波养护方法，其特征在于，所述养护方法包括以下内容：
2.根据权利要求1所述的养护方法，其特征在于，所述水泥为pi 52.5硅酸盐水泥，粒径为600-1200μm；所述石灰石为石灰石粉，粒径为300-800μm，石灰石粉中cao的质量百分含量>60％；所述煅烧粘土的粒径为500-1500μm，煅烧黏土中sio2的质量百分含量>50％，al2o3的质量百分含量>40％；所述石膏为石膏粉，粒径为300-600μm；所述砂子为iso标准水泥砂，粒径0.08-2.0mm。
3.根据权利要求1所述的养护方...
【专利技术属性】
技术研发人员：马国伟，黄轶淼，张若晨，夏健超，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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