CN110231293A - 一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法，该方法包括以下步骤：将水泥基材料浇筑到空模具内，待试件凝结后用颜色测定仪测试其初始的L值(L0)；然后将材料浸水，再利用3m/s以下的恒定速率气流加速水泥基材料表面水分的蒸发，水分完全蒸发后，测试水泥基材料浸水循环1次的L值(L1)；重复上述浸水循环过程n次后，测试循环n次的L值(Ln)；水泥基材料泛碱程度(α)的计算公式为：α＝Ln‑L0。本发明用颜色测定仪定量表征水泥基材料泛碱程度，该方法简单且准确度更高，操作简单，该方法可以连续无限制的测试水泥基材料浸水循环次数后的泛碱数据；该方法为定量法，得出的泛碱程度α数据比较直观。

Description

一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法
技术领域
本发明涉及一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法。
背景技术
对于水泥基材料泛碱程度的测试，本领域的技术人员一般采用以下两种测试方法：
(1)按照JC/T1024国家标准：将待测材料表面冲刷后烘干或者浸泡后烘干若干次，以模拟环境中干湿交替的条件进行泛碱处理，然后通过肉眼观察材料表面或触摸材料表面感觉是否有粉末掉落的方法评价该材料的抗泛碱性能；
(2)先对待测水泥基材料进行泛碱处理，再利用图像灰度示差技术对材料表面泛碱图像进行分析，泛碱程度越深、面积越大则说明该材料的抗泛碱性能越弱，来评价水泥基材料所具有的抗泛碱性能。
上述测试方法(1)主要是定性的测试方法，无法准确、定量的评价水泥基材料的抗泛碱性能。
测试方法(2)较(1)具有定量化的优点，但该方法也存在下述缺陷：
①数据定量处理过程中人为主观判断明显，不同的技术人员定量处理的数据可能不同；
②利用大于5m/s的恒定速率平行于待测水泥基材料表面的气流吹拂水层表面，直至待测水泥基材料表面的水分完全蒸发，在气流吹拂水泥基材料表面时，易把浮在水层表面的泛碱物质(水泥基材料内部泛碱出来的无机盐或氢氧化钙与空气中的二氧化碳反映生成的碳酸钙等)吹离水泥基材料表面，待水泥基材料表面水分吹干后，泛碱出来的无机盐沉淀在水泥基材料表面数量减少，定量评价泛碱数据不准确；
③利用图像灰度示差技术定量处理数据过程复杂且准确度不高。
发明内容
水泥基材料外表面发生泛碱，主要是由于水泥基材料内部可溶性无机盐或氢氧化钙与空气中的二氧化碳反映生成碳酸钙等在材料表面沉积所引起的，水泥基材料泛碱后表面会变白。基于上述原理，本发明的目的在于提供一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法，通过颜色测定仪测试白度变化即可定量表征泛碱程度的大小。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法，包括以下步骤：
(1)选用与颜色测定仪衍射孔大小相同的空模具；搅拌水泥基材料，然后浇筑到空模具内，待试件凝结；用颜色测定仪测试水泥基材料初始的L值(L0)；
所述的水泥基材料是以水泥作为胶凝材料的工程材料，混凝土、砂浆是常见的水泥基材料。
步骤(1)所述的水泥基材料可以是水泥基材料基准样，也可以是添加了抑制泛碱剂的对比样；
所述的抑制泛碱剂是乳胶粉、淀粉醚、硅灰、偏高岭土、石灰石粉、碳酸钠或商售防泛碱剂中的一种以上；
本发明的颜色测试采用L*a*b*色度空间法。L*表示亮度，值越大表示物体越白，越小表示越黑；a*表示红绿，正数表示红，负数表示绿；b*表示黄蓝，正数表示黄，负数表示蓝。通过用颜色测定仪测试水泥基材料L*值的变化来定量表征材料的泛碱程度，该评价测试方法操作简单，数据处理简单，减少了数据处理过程中人为的主观判断，泛碱程度定量评价准确度高。L*值的测试是通过颜色测定仪直接衍射出来的数据。
(2)向模具内注入去离子水，浸没水泥基材料，静置24小时，使水分充分渗入水泥基材料内部；
(3)利用3m/s以下的恒定速率气流加速水泥基材料表面水分的蒸发，使材料内部可溶性组分随水分迁移至材料表面沉积，加速水泥基材料泛碱，待水泥基材料表面水分完全蒸发后，用颜色测定仪测试水泥基材料浸水循环1次的L值(L1)；
步骤(3)中，试件置于室温、湿度50～60％下做气流加速蒸发；
步骤(3)中，气流的速率优选3m/s；
(4)重复上述浸水循环过程n次后，测试循环n次的L值(Ln)；
水泥基材料泛碱程度(α)的计算公式为：
α＝Ln-L0；
步骤(4)中，n≥1。
本发明所使用的颜色测定仪优选柯尼卡美能达CR-5颜色测定仪。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
本发明用颜色测定仪定量表征水泥基材料泛碱程度，该方法简单且准确度更高，减少了人为数据处理的过程，减少了繁琐的数据处理步骤，减少了试验误差，节省了人力；该方法操作简单，避免了因不同的试验人员的主观因素导致得出不同的试验数据；该方法可以连续无限制的测试水泥基材料浸水循环次数后的泛碱数据；该方法为寻找及验证较好的水泥基材料泛碱抑制剂提供检测手段；该方法为定量法，得出的泛碱程度α数据比较直观。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法，包括以下步骤：
(1)选用与颜色测定仪衍射孔大小相同的空模具；分别搅拌水泥基材料基准样及添加抑制泛碱剂的对比样，将水泥基材料(基准样、对比样分开测试)浇筑到空模具内，待试件凝结；用柯尼卡美能达CR-5颜色测定仪测试水泥基材料初始的L值(L0)；
(2)向模具内注入去离子水，浸没水泥基材料，静置24小时，使水分充分渗入水泥基材料内部；
(3)试件处于正常的温湿度(温度25℃、55％湿度)环境内，利用恒定速率(3m/s)的气流加速水泥基材料表面水分的蒸发，使材料内部可溶性组分随水分迁移至材料表面沉积，加速水泥基材料泛碱，待水泥基材料表面水分完全蒸发后，用柯尼卡美能达CR-5颜色测定仪测试水泥基材料浸水循环1次的L值(L1)；
(4)重复上述浸水循环过程n次后，测试循环n次的L值(Ln)；
水泥基材料泛碱程度(α)的计算公式为：
α＝Ln-L0。
水泥基材料和各对比样的泛碱程度(α，n＝11)如下表所示：
添加剂 掺量 α
原水泥基(水泥净浆) —— 8.6
添加乳胶粉 3％ 7.0
添加淀粉醚 0.15％ 3.4
添加硅灰 5％ 6.5
添加硅灰 25％ 3.1
添加偏高岭土 10％ 3.5
添加石灰石粉 19％ 4.1
添加龙湖科技防泛碱剂 0.5％ 1.5
添加格雷斯防泛碱剂 0.1％ 8.4
添加碳酸钠 1％ 8.1
α值越小表示材料表面越黑，反映出材料抗泛碱性能越好。硅灰、偏高岭土可与水泥水化内部产生的氢氧化钙反映，抑制部分泛碱。所以硅灰、偏高岭土、淀粉醚、防泛碱剂对抑制水泥基材料泛碱比较好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水泥基材料泛碱程度的定量表征方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选用与颜色测定仪衍射孔大小相同的空模具；搅拌水泥基材料，然后浇筑到空模具内，待试件凝结；用颜色测定仪测试水泥基材料初始的L值(L0)；
(2)向模具内注入去离子水，浸没水泥基材料，静置24小时，使水分充分渗入水泥基材料内部；
(3)利用3m/s以下的恒定速率气流加速水泥基材料表面水分的蒸发，使材料内部可溶性组分随水分迁移至材料表面沉积，加速水泥基材料泛碱，待水泥基材料表面水分完全蒸发后，用颜色测定仪测试水泥基材料浸水循环1次的L值(L1)；
(4)重复上述浸水循环过程n次后，测试循环n次的L值(Ln)；
水泥基材料泛碱程度(α)的计算公式为：
α＝Ln-L0。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述的水泥基材料是水泥基材料基准样，或是添加了抑制泛碱剂的对比样。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的抑制泛碱剂是乳胶粉、淀粉醚、硅灰、偏高岭土、石灰石粉、碳酸钠或商售防泛碱剂中的一种以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，试件置于室温、湿度50～60％下做气流加速蒸发。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，气流的速率为3m/s。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，n≥1。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水泥基材料是以水泥作为胶凝材料的工程材料。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所使用的颜色测定仪为柯尼卡美能达CR-5颜色测定仪。
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