[发明专利]一种水泥基材料水化反应速率模型的构建方法及预测应用

摘要

本发明涉及一种水泥基材料水化反应速率模型的构建方法，通过对不同水灰比ω/c、掺合料掺和量m的水泥基材料进行试验，获得水泥基材料纵向弛豫时间T₁的加权平均值随龄期t变化的试验数据，采用模型拟合，得到模型与水灰比ω/c、龄期t、掺合料掺和量m之间的关系，然后通过求导得到水泥基材料水化反应速率模型，使得该水泥基材料水化反应速率模型可以反映水灰比ω/c、龄期t、掺合料掺和量m对水化速率的影响；不仅如此，本发明还涉及基于水泥基材料水化反应速率模型的预测应用，能够准确实现针对待水泥基材料水化反应速率随龄期t变化的预测，有效提高了水泥基材料水化反应速率实际应用中的工作效率。

主权项

1.一种水泥基材料水化反应速率模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤:步骤001.浇筑预设份数的水泥基材料样品，且各份水泥基材料样品彼此具有不同水灰比ω/c、不同掺合料及其对应的不同掺和量m，然后进入步骤002；其中，掺合料包括粉煤灰、矿渣、硅灰；步骤002.将各份水泥基材料样品放置于恒温环境中进行养护，然后进入步骤003；步骤003.分别针对各份水泥基材料样品，按预设观测周期时间进行观测，获得各份水泥基材料样品分别对应于各个观测时刻、纵向弛豫时间T1的加权平均值；然后进入步骤004；上述步骤003中，分别针对各份水泥基材料样品，按预设观测周期时间进行观测，其中，在各个观测时刻中，首先通过核磁共振仪获得水泥基材料样品的纵向磁矢量恢复过程图，接着采用核磁共振仪针对该纵向磁矢量恢复过程图进行反演，获得水泥基材料样品对应该观测时刻、纵向弛豫时间T1所对应的各个分布值；进而分别获得各份水泥基材料样品对应于各观测时刻、纵向弛豫时间T1所对应的各个分布值；然后分别针对各份水泥基材料样品，进一步分别针对水泥基材料样品的各个观测时刻，针对水泥基材料样品对应于观测时刻时、纵向弛豫时间T1所对应的各个分布值进行加权平均处理，获得水泥基材料样品对应于该观测时刻时、纵向弛豫时间T1的加权平均值；进而分别获得各份水泥基材料样品分别对应于各个观测时刻时、纵向弛豫时间T1的加权平均值；步骤004.针对各份水泥基材料样品的水灰比ω/c、掺合料的掺和量m，以及其分别对应于各个观测时刻时、纵向弛豫时间T1的加权平均值进行分析，提出水泥基材料纵向弛豫时间T1的加权平均值分布的共性规律，其表达式如下所示：T(t)＝γFAγSLγSIAexp(‑BtC)式中，T(t)表示水泥基材料对应龄期t时、纵向弛豫时间T1的加权平均值；t为龄期，单位为天；参数A、B、C为待定参数；γFA、γSL、γSI分别表示粉煤灰、矿渣、硅灰对水泥基材料水化反应的影响因子；然后进入步骤005；步骤005.依据针对各份水泥基材料样品的水灰比ω/c、掺合料的掺和量m，以及其分别对应于各个观测时刻时、纵向弛豫时间T1的加权平均值的分析，分别获得水泥基材料纵向弛豫时间T1的加权平均值分布表达式中的各个待定参数、各个影响因子如下：A＝‑31(ω/c)2+44.4(ω/c)+20.89；B＝‑5.675(ω/c)2+3.7485(ω/c)‑0.2097；C＝8.95(ω/c)2‑6.461(ω/c)+1.9691；γFA＝exp(0.341m0.789)；γSL＝exp(0.079m0.245)；γSI＝exp(0.0072m1.25e‑17)；则依据所获各个待定参数、各个影响因子，水泥基材料纵向弛豫时间T1的加权平均值分布表达式构成水泥基材料纵向弛豫时间T1随龄期和掺合料种类及掺和量的变化模型，然后进入步骤006；步骤006.针对水泥基材料纵向弛豫时间T1随龄期和掺合料种类及掺和量的变化模型进行求导运算，即获得水泥基材料水化反应速率模型。