[发明专利]采用荧光染料测定水泥基材料表面防护剂的渗透深度及渗透量的方法

说明书

本发明提供了一种采用荧光染料测定防护剂在水泥基材料表面渗透深度及渗透量的方法，步骤包括：在防护剂中掺入满足测试量的荧光染料，将含有荧光染料和防护剂的混合物作用于一定龄期的水泥基材料表面，然后在水泥基材料的不同深度取样，对各试样进行荧光光谱检测，通过荧光强度、荧光染料和防护剂的比例得出荧光染料的渗透深度以及浓度分布，进而得出样品不同深度区间防护剂含量。本方法简单易行、测量周期短、成本低、适用范围广，可用于定量分析防护剂在不同渗透深度处的浓度和质量分布，可用于精确评价防护剂在水泥基材料表面的渗透性能，进而有效控制防护剂在水泥基材料中作用的发挥。

技术领域

本发明涉及一种采用荧光染料测定水泥基材料表面的防护剂渗透深度及渗透量的方法，特别适用于反映表面改性水泥基材料中防护剂的渗透量及渗透深度，属于建筑材料技术领域。

背景技术

水泥基表面密实的孔隙结构对于抵御外界环境中有害物质的侵袭具有非常重要的意义。表层是水泥基材料的薄弱环节，水泥基材料的表层暴露在环境中，长期经受外界环境的不断侵蚀而变得疏松多孔或出现裂纹，这样外界环境中的有害物质会侵入水泥基材料内部，从而破坏水泥基材料的内部结构。为了减少或杜绝这一现象的发生，需要对水泥基材料进行修补。随着我国建筑行业的规模化不断加大，对水泥基材料耐久性的要求越来越高。我国每年因水泥基材料的修补问题而产生的修补费用巨大，所以寻找一种可以密实混凝土结构，又不至于对混凝土其他性能造成影响的物质至关重要。长期以来，人们致力于用表面改性的方法获得致密的表面结构，在水泥基材料表层形成屏障，预防外界有害物质的侵袭从而改善混凝土的耐久性，延长混凝土的服役时间。

经过大量的研究，研究人员得出对水泥基材料表层结构的致密化作用比较有效果的防护剂包括纳米二氧化硅、硅质憎水防护剂、正硅酸乙酯等。其中正硅酸乙酯对密实结构的作用尤为突出。正硅酸乙酯的密实结构的机理是，正硅酸乙酯溶液进入孔结构，孔内部提供的水分让正硅酸乙酯发生水解生成可以参与火山灰反应的二氧化硅和对水泥基材料没有危害的乙醇，二氧化硅进而与水泥的水化产物氢氧化钙发生反应，生成C-S-H凝胶,下是反应方程式

式（1）

式（2）

从上面的介绍可以看出，在进行表面处理时，正硅酸乙酯或其他防护剂进入水泥基材料中的量对密实结构起至关重要的作用。对防护剂定量测定能够明确防护剂在水泥材料中的分布，进而指导防护剂在水泥基材料表面经济、合理的利用。因此，如何定量检测正硅酸乙酯或其他防护剂进入水泥基材料中的量成为人们越来越关注的问题。

现在有关渗透深度的测定方法也有很多，比如申请号为CN201210010833.7的“一种混凝土中碘离子渗透深度的测量方法”专利，公开的方法是：1：劈裂试件：试件做完电迁移试验后，劈成两半；2：喷洒试剂：在混凝土的劈裂面上喷洒碘酸钾溶液，再喷洒淀粉悬浮液；3：酸化表面：步骤2完成后，当混凝土的劈裂面表面稍干时，喷洒弱酸溶液；4：测量渗透深度：碘离子渗透到的地方显示褐色，待混凝土的劈裂面显色后，测量碘离子渗透深度。又如申请号为US19990330660 Non-destructive in-situ method and apparatus fordetermining radionuclide depth in media 的专利，他的测试方法是基于原位伽玛能谱学来测定在混凝土等介质中的放射性污染物的深度。他是根据原位伽玛能谱结果中未碰撞的峰值的信息，再根据一种特定的算法来预测渗透深度的。

上述专利只能定性地分析渗透深度，不能对所测的物质进行定量测定。第一件专利中，样品的制备相对复杂，劈开过程中，要保证截面垂直地面以确保实验的准确性有一定的难度。对于第二件专利中，通过变色来辨别渗透深度，精确性不够。