[发明专利]不同固相组分对水泥石热膨胀系数影响的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于材料应用技术领域，涉及一种不同固相组分对水泥石热膨胀性能影响的测量方法。

背景技术

随着混凝土技术的发展，大体积和超长结构时有出现。在这类混凝土中，由于水化热和各种环境辐射热量引起混凝土内部温度不均，产生膨胀应力，当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时，会导致温度裂缝的出现，严重影响混凝土结构性能。所以充分掌握混凝土的热膨胀性能，对于准确计算混凝土的温度变形的大小、指导结构设计、提高混凝土结构的耐久性等具有十分重要的意义。

混凝土是一种由粗细骨料和水泥石构成的复合材料，因此粗细骨料和水泥石的热膨胀系数及其含量决定混凝土的热膨胀系数。当骨料的种类及其在混凝土中的含量确定时，水泥石的热膨胀系数将直接影响混凝土的热膨胀系数。组成水泥石的固相组分的种类及其含量是影响其热膨胀系数最重要因素，所以精确测量不同固相组分对水泥石热膨胀性能的影响对于研究混凝土的热膨胀系数及其机理具有十分重要的意义。

目前测量不同固相组分对水泥石热膨胀性能影响的方法主要有：

1)粉煤灰对水泥石热膨胀性能的影响测试方法

在相同水灰比条件下调整粉煤灰取代水泥的用量，拌制水泥净浆并成型水泥石试样，在标准养护室内养护试样至一定龄期并干燥后，采用仪表式膨胀仪测量不同试件在不同温度下的长度，根据长度测量结果计算每个试件的热膨胀系数。

采用此方法测量粉煤灰对水泥石热膨胀系数的影响，由于掺入水泥中的部分粉煤灰在水泥的水化过程中与水泥水化产生的碱性物质发生反应，生成一定量的水硬性物质，最终的测量结果反应的是部分粉煤灰发生火山灰反应的生成物与另一部分未发生反应的粉煤灰对水泥石热膨胀系数的影响。测量结果不能充分反应掺加的全部粉煤灰对水泥石热膨胀性能的直接影响。

2)纤维对水泥石热膨胀性能的影响测试方法

在相同水灰比和胶凝材料用量条件下，调整纤维在水泥石中的掺量，拌制含有纤维的水泥净浆并成型水泥石试样，在标准养护室内养护试样至实验设定龄期烘干后，采用仪表式膨胀仪测量不同试件在不同温度下的长度，根据同一试件在不同温度条件下的长度测量结果，计算出每个试件的热膨胀系数。采用此方法测量纤维掺量对水泥石热膨胀系数的影响，由于掺入水泥中的纤维在水泥水化过程中不参与化学反应，所以最终的测量结果能够充分反应纤维对水泥石热膨胀系数的影响。但纤维是水泥石中的外加成分，不是水泥石自身固有的成分。

以上测量固相组分对水泥石热膨胀性能影响的方法，不能体现水泥水化反应结束后，水泥石自身含有的各种固相成分(包括水泥水化产生的CSH凝胶、Ca(OH)₂，以及水泥石中未水化的水泥熟料、粉煤灰和矿渣颗粒)对水泥石热膨胀性能的影响。要测量水泥石自身成分及其含量对其热膨胀性能的影响，必须考虑新的方法。

发明内容

本发明针对上述测量方法中存在的不能反应水泥石自身所含有的固相成分对其热膨胀性能的影响的问题，提供了一种不同固相组分对水泥石热膨胀性能影响的测量方法，测量过程操作简单，测量精确度高。

本发明的技术方案为：一种不同固相组分对水泥石热膨胀系数影响的测量方法，采用硅油将比表面积相同的不同种类的固相组分表面进行密封处理，之后将处理过的固相组分与水泥按实验设计比例混合，在相同水胶比条件下拌制成水泥净浆并成型养护，在实验设计龄期测量干燥水泥石试件的热膨胀系数，根据对加入不同固相成分的水泥石试件热膨胀系数的测量结果对比不同固相组分对水泥石热膨胀性能的影响。

所述的不同固相组分对水泥石热膨胀系数影响的测量方法，具体测试过程如下：

第一步，分别将比表面积相同的固相组分烘干至恒重后，加入到1.5～2.5倍于固相组分质量的硅油中充分搅拌均匀、过滤再烘干；

第二步，将经过第一步表面处理的固相组分分别与水泥按实验设计比例充分混合，在实验要求的水胶比条件下拌制水泥净浆，之后将含有不同的固相组分的水泥净浆成型为统一尺寸的试件，在标准养护室内养护成水泥石；

第三步，在实验预定龄期取出第二步制备的水泥石样品烘干至恒重，再将干燥的样品分别放入膨胀仪，在升温速率为1℃/40s～1℃/60s条件下，测量温度分别为0℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃条件下各个含有不同固相组分的试样的长度并记录，根据测量结果计算出含有不同固相组分的水泥石的热膨胀系数；

第四步，对比含有不同固相组分的水泥石的热膨胀系数的大小，从而判断不同固相组分对水泥石热膨胀系数的影响。