[发明专利]水泥力学性能的表征方法

权利要求书

1.一种方法，用于确定具有初始组成C₀和细度Φ的水泥体系的力学参数，其为时间的函数以及水泥体系的细度、压力和/或温度的函数，所述方法包括下面步骤：

(A)由在压力P₁和温度T₁下，在水泥体系样品中测量的作为时间的函数的压缩波的速度V_p(t)确定水泥体系的作为时间的函数的水化度α(t)；

(B)确定作为水泥体系细度Φ_n、压力P_n和/或温度T_n的期望值的函数的水化度α(t)；

(C)由步骤B中确定的水化度α(t)确定水泥体系的作为时间的函数以及作为水泥体系细度Φ_n、压力P_n和/或温度T_n的期望值的函数的组成C(t)；

(D)由步骤C中确定的水泥体系的组成C(t)确定水泥体系的作为时间的函数以及作为水泥体系细度Φ_n、压力P_n和/或温度T_n的期望值的函数的至少一个力学参数。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括测量水泥体系样品中的作为时间的函数的压缩波速度V_p(t)的初始步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述力学参数选自静态变形参数，优选静态弹性参数，如静态杨氏模量E、静态泊松比ν、体积模量K、剪切模量G以及它们的组合。

4.如权利要求3所述的方法，其中确定两种静态弹性参数。

5.如权利要求3或4所述的方法，进一步包括确定选自流体力学耦合参数的力学参数，如比奥系数或斯肯普顿系数以及它们的组合。

6.如前述权利要求任一项所述的方法，其中根据一种线性关系式，由V_p(t)计算水泥体系的作为时间的函数水化度α(t)。

7.如权利要求6所述的方法，其中根据关系式α＝(V_P-V₀)/(V_∞-V₀)，由V_p(t)计算水泥体系的作为时间的函数的水化度α(t)，其中V₀和V_p分别对应于在时间t＝0和时间t时所测的水泥体系样品中的压缩波速度，V_∞对应于完全水化的水泥体系样品的压缩波速度。

8.如前述权利要求任一项所述的方法，其中水化过程包括由成核和生长过程主导的水化第一阶段，以及由粒子扩散过程主导的水化第二阶段，当水化度α达到水化度的阈值α*时，所述第二阶段开始，此阈值α*是温度的函数，并且步骤B包括下面子步骤：

-(B-i)在水泥体系水化过程的第一阶段确定水化度α(t)；

-(B-ii)在水泥体系水化过程的第二阶段确定水化度α(t)；

在B-i和B-ii子步骤中确定水化度α(t)时，都会考虑水泥体系的细度Φ、压力和温度。

9.如权利要求8所述的方法，其中通过最小化使用动力学模型120确定的α(t)与通过实验在不同温度，恒定压力下由压缩波速度确定的α(t)之间的差异来评估水化度的阈值α*以便在步骤B中考虑作为温度的函数的α*的变化。

10.如权利要求9所述的方法，其中

-具有初始组成C₀的水泥体系包含一种水泥和水，所述水泥包含至少一个反应初始相X；

-步骤B确定的水化度α(t)对应于水泥的每个反应初始相X的水化度的加权平均值；

-水泥的每个反应初始相X的水化度是反应初始相X的化学亲和性A_X(α)与特征时间τ_X的比值的函数，其中所述化学亲和性A_X(α)控制反应初始相X的水化的变化速度，而特征时间τ_X与反应初始相X和水的反应相关；

-以及与反应初始相X和水的反应相关的特征时间τ_x是水泥的细度Φ、压力和温度的函数。