[发明专利]硅酸盐水泥早龄期水化反应速率的测试方法

说明书

(一)技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种硅酸盐水泥早龄期水化反应速率的测试方法。

(二)背景技术

硅酸盐水泥(Portlandcement)是目前土木工程领域使用最为广泛的胶凝材料。硅酸盐水泥 的水化和硬化过程直接影响到工程的进度和质量。在现代工程施工中，由于工期、施工效率等 原因，水泥混凝土早龄期的水化和硬化过程越来越受到重视，也是科研人员经常研究和关注的 问题。目前，对硅酸盐水泥水化反应进程的测试表征方法主要有强度法、X射线衍射法、DSC 法、结合水法、水化热法等多种。在这些方法中，大部分都不太适用于早龄期特别是1d以内水 化反应进程的表征。水化热法虽然经常被用来测定水泥早龄期的水化反应速率，但是一方面由 于它很难做到完全绝热，而只能是一种半定量的测试，从而使得一些细微的差异可能无法区别； 另一方面它只能从总体上表征水泥的一个基本的水化进程，却无法反映水泥浆体中主要水化产 物的变化过程。

傅里叶变换红外光谱分析(Fouriertransforminfraredspectroscopy，FTIR)是材料学中比较 常见的研究方法，在水泥基材料中也已经有了不少的研究成果，该方法操作简单，获取分析结 果的速度很快，在分析水泥浆体中的水化产物特别是C-S-H凝胶体的变化时具有一定的优势。

本发明的主要目的，即在于利用FTIR的方法，对硅酸盐水泥或者以硅酸盐水泥为主要基体 材料的各类复合材料进行测试。以FTIR图谱中Si-O键的特征迁移峰为主要追踪目标，对硅酸盐 水泥早龄期的水化反应速率进行准确的表征。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种硅酸盐水泥早龄期水化反应速率的测试方法。其理论依据如下： 图1为干燥的硅酸盐水泥样品试样(也即水泥熟料)的FTIR图谱。水泥熟料中各物相的常见吸 收峰可参考表1。由图1可知，水泥熟料的吸收峰主要集中在500～1000cm^-1的范围内。其中，以 Si-O键振动为主的C₃S和C₂S吸收峰主要体现在922cm^-1和519cm^-1附近，1148cm^-1附近为SO₄^2-的 S-O键振动吸收峰。

表1水泥熟料中各物相的常见吸收峰(cm^-1)

图2为硅酸盐水泥净浆试样7d龄期时的FTIR图谱。水泥水化进行到7d时，硬化水泥浆体的 水化产物相对趋于稳定，因此图2中的吸收峰基本反映了典型的硅酸盐水泥水化后的FTIR图谱。 其中，3643cm^-1、3437cm^-1和1651cm^-1处为Ca(OH)₂和水的羟基振动吸收峰，1420～1480cm^-1的 一系列吸收峰以及874cm^-1处的吸收峰为CO₃^2-的振动吸收峰，1117cm^-1处为来自于SO₄^2-的S-O 振动吸收峰，980cm^-1、516cm^-1及463cm^-1处为凝胶体的Si-O振动吸收峰。上述特征峰经过数十 年的研究和分析，都是比较确认的。