[发明专利]一种匹配水泥基材料内湿度梯度下对应的干燥收缩的方法

权利要求书

1.一种匹配水泥基材料内湿度梯度下对应的干燥收缩的方法，其特征在于，所述方法为：将获取的水泥基样品内各个位置处的湿度梯度数据与获取的平行样品内各个位置处的干燥收缩梯度数据进行匹配，从而得到水泥基样品内各个位置处在对应湿度下的干燥收缩情况；水泥基样品内各个位置处的湿度梯度数据采用如下方法获得：在水泥基样品内选取至少一个点放置湿度传感器，多个湿度传感器与干燥面的垂直距离不等，将采用湿度传感器获得的对应位置处湿度随时间的变化数据作为输入量，使用模型计算，得到水泥基样品内部湿度场；平行样品内各个位置处的干燥收缩梯度数据采用如下方法获得：以贴近干燥表面的位置作为初始扫描位置，沿纵向对平行样品进行三维X-CT成像，得到对应时间t下平行样品内与干燥面平行的各个面的三维图像数据，对各个面获得的三维图像数据进行DVC计算，获得随时间变化各个面的干缩体积变形数据；所述匹配是指将同一时间、同一空间位置的三维湿度数据和三维干缩应变数据进行匹配，得到各个位置在不同时间对应湿度下干燥收缩的情况；

具体包括如下步骤：

步骤1，将水泥粉与水拌和形成水泥浆体，水泥粉为江南小野田P·II 52.5级，水灰比为0.5，在两根PTFE软管底部上40mm处做一个标记，分别记为P₁，P₂；分别在P₁，P₂标记下方5mm和10mm处开好2mm切口并塞入钢棒防止水泥渗出，然后插入25mm直径模具并接触底部；另做平行样品用于获取三维图像；

步骤2，待终凝后，将水泥基样品和平行样品放置于饱和氢氧化钙溶液中养护28天，然后将步骤1中的水泥基样品拆模，拔出给湿度传感器留空的钢棒，将两个AM2305A湿度传感器分别插入水泥基样品预留的孔中，其中一个湿度传感器测的是距离顶面干燥面垂直距离5mm处的湿度，另一个湿度传感器测的是距离顶面干燥面垂直距离10mm处的湿度，两个位置均位于水泥基样品内，将水泥基样品和平行样品的侧面及底面均涂抹凡士林并包紧保鲜膜，只留下顶面一个干燥面；

步骤3，将水泥基样品和平行样品置于装有质量分数35.64％氯化钙溶液的干燥器中，该溶液可在室温下保持恒定的50％的相对湿度，将水泥基样品插入AM2305A湿度传感器，水泥基样品与AM2305A湿度传感器接口处涂抹凡士林密封；湿度传感器数据线通过瓶塞挖槽传出，通过DCM2610A转换器和RS-RJ-K监控平台记录湿度数据，每5min记录一次；以获得的湿度随时间变化数据为输入数据，使用Parrott湿度预测模型拟合，得到水泥基样品内部湿度场，即一定时间下水泥内部不同位置处的湿度；不同位置是指距干燥面不同距离的位置；

步骤4，将平行样品选取合适的扫描位置，分别在时间t进行三维X-CT成像，从而获取三维图像数据，所用的成像设备为蔡司Xradia 510X射线显微镜，扫描初始部位为贴近顶部干燥表面的位置，扫描时间t为干燥0天、3天，7天，14天和28天；XCT扫描参数为：扫描峰值电压80千伏，功率7瓦，每张投影曝光时间1.7秒，分辨率10微米；

步骤5，对步骤4获得的三维图像数据进行DVC计算，获得干缩的体积变形：选取的计算区域为500×500×600体素，以0天和3天一组、0天和7天一组、0天和14天一组、0天和28天一组进行DVC计算获得各组水泥基样品的三个主应变，并通过ev＝ex+ey+ez求出体积变形，得到干缩体积应变的时间空间分布，将同一干缩截面的二维方阵取平均值压缩为一个数据，最终获得不同干燥时间的一维干缩分布；

步骤6，结合步骤3获得的内部湿度场和步骤5获得的干缩体积应变场，在同一个坐标下绘制成湿度-变形对应曲线；实现实时观察水泥混凝土内部干缩变形及其对应的湿度，在同一样品中连续实时观察干缩与湿度的对应关系。