專利名稱：水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法。
背景技術(shù)：
初凝時間是表征澆筑混凝土性能發(fā)展的一項(xiàng)重要指標(biāo)。譬如在混凝土碾壓施工過程中，上下層混凝土允許的澆筑間隔時間應(yīng)小于初凝時間；新澆筑混凝土的表面精整(二次抹面)必須在初凝和終凝之間完成。因此，有必要在施工現(xiàn)場對澆筑混凝土的凝結(jié)時間進(jìn)行判定。凝結(jié)的物理意義為塑性水泥漿的固化，初凝則意味著固化的開始，對應(yīng)于混合料流動性的喪失。目前已有的測試方法有以下幾種貫入阻力的方法這是實(shí)驗(yàn)室和工程上凝結(jié)時間的直接測定辦法，也是凝結(jié)時間的標(biāo)準(zhǔn)測試方法。其本質(zhì)是從宏觀上測試水泥漿(混凝土)力學(xué)性能的發(fā)展情況，通過人為地設(shè)定某一標(biāo)準(zhǔn)作為凝結(jié)時間的判定依據(jù)。譬如ASTM 403的Pin-penetration試驗(yàn)及 GB 8076-87的貫入阻力儀試驗(yàn)，測試其貫入阻力達(dá)到3. 5MPa (相應(yīng)的抗壓強(qiáng)度近似為O)的時間定義為混凝土初凝時間；ASTM C191和GB 1346的針入度試驗(yàn)用來測試水泥凈漿的凝結(jié)時間。這種方法已經(jīng)沿用了相當(dāng)長的時間，但是仍然存在許多問題。采用這種方法進(jìn)行測試時，必需首先取少量的新拌混凝土，采用振動篩篩去5mm以上的粗集料，將剩余砂漿放置到砂漿筒中，定期置于貫入阻力儀上進(jìn)行測試。這樣做不僅在試驗(yàn)操作上費(fèi)時費(fèi)力，特別是對于某些干硬性混凝土，或者是摻速凝劑的混凝土，很難將集料從混凝土中篩除；而且由于測試一次就要變換測試點(diǎn)，很難實(shí)現(xiàn)自動采集；更為重要的是，這種方法無法實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土的原位監(jiān)測，而混凝土的凝結(jié)時間受到溫度的影響，溫度的升高會促進(jìn)凝結(jié)時間的加快，處于澆筑后結(jié)構(gòu)中的混凝土，由于水泥水化放出的熱量，再加上其結(jié)構(gòu)體量大，構(gòu)件混凝土的溫度往往高于小試件的溫度，造成采用小試件測試出來的凝結(jié)時間并不能真正反映結(jié)構(gòu)混凝土的凝結(jié)時間。因此，采用貫入阻力法來準(zhǔn)確反映結(jié)構(gòu)混凝土的凝結(jié)時間存在局限性。除了采用貫入阻力法來進(jìn)行直接測試以外，還有水化放熱曲線測試的方法傳統(tǒng)的水化放熱曲線給出了水泥漿的水化動力學(xué)特征，以及導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)變化的水化反應(yīng)，通常初凝對應(yīng)于從潛伏期向加速期轉(zhuǎn)變之后的某一點(diǎn)。超聲測試(UPV)的方法塑性階段的混凝土由于結(jié)構(gòu)松散，超聲波尤其是剪切波很難傳遞，隨著凝聚網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開始形成，體系逐漸由懸浮態(tài)向凝聚態(tài)轉(zhuǎn)變，則可以傳遞剪切波的時刻對應(yīng)著混凝土的凝結(jié)時間。以及電測試的方法包括電導(dǎo)率和電動勢測試的辦法，通過測試混凝土隨著水化硬化過程中電性能(譬如電導(dǎo)和電動勢)的變化來間接地測試。這些方法具有較好的敏感性，但是使用困難，很難在施工現(xiàn)場操作。相關(guān)的測試指標(biāo)容易受到混凝土拌合物中化學(xué)離子的干擾.更為重要的是，測試儀器本身對環(huán)境條件要求非常嚴(yán)格，溫度變化、濕度變化以及噪音等均會影響測試結(jié)果。因此這類方法也很難適用于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)混凝土凝結(jié)時間的原位測試。

發(fā)明內(nèi)容
申請人:以往的研究結(jié)果表明，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度下(20°C ±2°C )，貫入阻力隨時間的增長規(guī)律和毛細(xì)管負(fù)壓隨時間的增長規(guī)律非常相似，都存在一誘導(dǎo)期，并在誘導(dǎo)期結(jié)束以后開始迅速增長，因此提出了標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度下基于毛細(xì)管負(fù)壓測試的自干燥收縮零點(diǎn) (time-zero)的判定方法，采用這種方法，可以自動、準(zhǔn)確、科學(xué)地判定出自干燥收縮開始的時間。自干燥收縮的零點(diǎn)(time-zero)是指在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件水泥基自干燥收縮的起始點(diǎn)，也就是20°C ±2°C時，毛細(xì)管負(fù)壓的發(fā)展規(guī)律曲線上，誘導(dǎo)期結(jié)束，加速期開始的時間點(diǎn)。盡管已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出毛細(xì)管負(fù)壓的增長和凝結(jié)時間存在相似性，但從曲線看來也還是有著一定的區(qū)別，甚至在某些情況下區(qū)別還很大。本申請者經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究后終于發(fā)現(xiàn)，如果混凝土表面存在泌水(這是一種比較普遍的情況)，則“time-zero”要遲于凝結(jié)時間，必須等到泌出的水分充分被回吸之后，毛細(xì)管負(fù)壓才開始增長，自干燥收縮也才開始相應(yīng)產(chǎn)生。因此申請者認(rèn)識到，自干燥收縮的零點(diǎn)還不能被認(rèn)為是水泥基材料的凝結(jié)時間，基于已有的毛細(xì)管負(fù)壓測試的結(jié)果還只能用來判定自干燥收縮的零點(diǎn)(time-zero)。 并且，對于工程結(jié)構(gòu)而言，標(biāo)準(zhǔn)溫度下毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力之間的關(guān)系并不能用來作為不同溫度下凝結(jié)時間的測定依據(jù)。申請者基于大量的實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了影響貫入阻力和毛細(xì)管負(fù)壓之間差異的主導(dǎo)因素，并采取有效措施避免了這種主導(dǎo)因素的影響，在此前提條件下進(jìn)一步研究了不同溫度下水泥基材料貫入阻力和毛細(xì)管負(fù)壓之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)之上，提出了一種水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，可以實(shí)現(xiàn)混凝土凝結(jié)時間原位測試，該方法既可以用于標(biāo)準(zhǔn)溫度條件下的實(shí)驗(yàn)室混凝土凝結(jié)時間的標(biāo)準(zhǔn)測試，更可以用來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)混凝土的凝結(jié)時間的遠(yuǎn)程、自動、連續(xù)的原位監(jiān)測。本發(fā)明基于以下原理(I)當(dāng)混凝土表面泌水實(shí)時去除時，密封條件下混凝土內(nèi)部早期毛細(xì)管負(fù)壓的增長規(guī)律與貫入阻力增長的規(guī)律完全一致(見圖I);(2)在正常的混凝土澆筑溫度范圍內(nèi)(一般是0-80°C )，在去除泌水、密封養(yǎng)護(hù)的前提條件下，水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的增長隨著溫度升高而同步加快，隨溫度降低而同步減小，二者之間的一致性完全不受溫度的影響(見圖2);(3)在表面泌水實(shí)時去除時，篩除粗集料的砂漿和未篩除粗集料的混凝土毛細(xì)管負(fù)壓的增長規(guī)律完全一致(見圖3);所述粗集料即石子，為本領(lǐng)域公知常識。(4)申請者對水膠比為O. 2-0. 5和0°C_80°C的范圍內(nèi)，對不同水膠比、不同種類礦物摻合料(粉煤灰、硅灰、礦粉)和不同礦物摻合料摻量(粉煤灰0% -40%，硅灰0-10%， 礦粉0-70% )、不同減水劑種類(萘系減水劑、聚羧酸減水劑)、不同強(qiáng)度等級(C25-C80)、 不同砂率(35% -55% )的系列混凝土，在實(shí)時去除泌水和密封的條件下初凝和終凝時的毛細(xì)管負(fù)壓進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和統(tǒng)計分析，試驗(yàn)結(jié)果表明，不管溫度、原材料和配合比的變化， 初凝時的孔隙負(fù)壓均在9kPa左右，終凝時的孔隙負(fù)壓均在55kPa左右，并且毛細(xì)管負(fù)壓變動范圍在±lkPa時，相應(yīng)的凝結(jié)時間的測試值的變動范圍小于±5min。如圖I和圖2所示，當(dāng)混凝土表面泌水實(shí)時消除時，在不同的溫度下，澆筑成型的混凝土，其貫入阻力和毛細(xì)管負(fù)壓的發(fā)展規(guī)律非常類似，都是在澆筑成型的最初的幾個小時內(nèi)沒有顯著變化，而超過某一時間后，開始迅速發(fā)展，而初凝時間大多位于毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力開始快速上升的階段。并且，隨著溫度的升高，毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力迅速發(fā)展的時間都相應(yīng)提前。在不同的溫度下，在初凝時候測試的毛細(xì)管負(fù)壓值接近(溫度變化毛細(xì)管負(fù)壓的發(fā)展拐點(diǎn)會變化，但是初凝時的毛細(xì)管負(fù)壓值變化很小)。因此，本發(fā)明通過有效措施來避免表面泌水的影響，并測試毛細(xì)管負(fù)壓來表征初凝時間技術(shù)上具有可行性，并且，通過原位監(jiān)測毛細(xì)管負(fù)壓可以更加真實(shí)地反映在實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)中由于溫度變化(這種溫度變化可能來自于水化放熱或外部環(huán)境溫度變動所引起)而引起的凝結(jié)時間的變化，避免了貫入阻力測試法存在的問題-從結(jié)構(gòu)中取出的混凝土的測試結(jié)果可能和實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)中的混凝土的凝結(jié)時間不一致。如圖3所示，當(dāng)泌水去除時，混凝土以及剔除混凝土中粗集料之后的砂漿的毛細(xì)管負(fù)壓發(fā)展完全一致。施工現(xiàn)場新澆混凝土材料毛細(xì)管負(fù)壓的自動、連續(xù)、原位監(jiān)測為現(xiàn)有技術(shù)，見公開專利200610038805. O。因此，通過新澆筑混凝土毛細(xì)管負(fù)壓的遠(yuǎn)程、自動、連續(xù)、原位監(jiān)測， 來表征實(shí)際澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的初凝時間，以實(shí)現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土材料凝結(jié)時間的遠(yuǎn)程、自動、連續(xù)、原位監(jiān)測，可以解決貫入阻力法測試凝結(jié)時間存在的問題。根據(jù)上述基本原理，本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法為，測試沒有泌水的水泥基材料(尤其是直接測試施工現(xiàn)場澆筑的水泥基材料)的毛細(xì)管負(fù)壓，將毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值A(chǔ)的時間作為初凝時間，和/或毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值B的時間作為終凝時間，其中閾值A(chǔ) = 9kPa，且閾值 B = 55kPa ;或者閾值A(chǔ)及閾值B采用下述方法確定用同樣的配合比及原料配制確定閾值用的水泥基材料，振動密實(shí)后，一部分置于測試模具內(nèi)，振動密實(shí)后，測試置于測試模具內(nèi)的沒有泌水的水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓，在同樣的條件下，由貫入阻力法同步測試確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間，所述確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間對應(yīng)的毛細(xì)管負(fù)壓分別為閾值A(chǔ)、閾值B。所述同樣的配合比及原料是指確定閾值用的水泥基材料和待測試凝結(jié)時間的水泥基材料的配合比及原料相同。測試閾值A(chǔ)、閾值B時，可以在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件下進(jìn)行，但是當(dāng)不具備標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件時，也可以在工地現(xiàn)場進(jìn)行上述試驗(yàn)。當(dāng)不具備凝結(jié)時間測試條件時，閾值A(chǔ) (初凝)可以人為設(shè)置為8-10kPa，閾值B (終凝)設(shè)為54-56kPa。所述水泥基材料為本領(lǐng)域常用術(shù)語，可包括凈漿、砂漿、混凝土等以水泥作為膠凝材料或主要膠凝材料的混合物。所述沒有泌水的水泥基材料既可以指本身即不泌水的水泥基材料，也可以指雖然本身的水泥基材料有泌水現(xiàn)象，但是其中沒有泌水的底部或者實(shí)時去除表面泌水的水泥基材料。所述密封養(yǎng)護(hù)條件可以是將水泥基材料置于密封條件下養(yǎng)護(hù) (譬如覆蓋2_以上厚度的塑料薄膜)，也可以將水泥基材料與外部不直接接觸的內(nèi)部或底部(距混凝土各暴露表面150mm以上的部位)視為在密封養(yǎng)護(hù)條件下。當(dāng)測試對象是混凝土結(jié)構(gòu)工程時，將測試毛細(xì)管負(fù)壓的傳感器(或探頭)置于混凝土結(jié)構(gòu)的最底部(即上述水泥基材料沒有泌水的底部)是避免泌水影響的辦法，也是獲取密封的環(huán)境條件、避免水分蒸發(fā)對測試凝結(jié)時間帶來的不利影響。優(yōu)選，在水泥基材料表面覆蓋厚度不低于5mm的高分子吸水樹脂布，實(shí)時去除水泥基材料表面的泌水；或者當(dāng)水泥基材料為坍落度不大于220_的混凝土?xí)r，將待測試毛細(xì)管負(fù)壓的水泥基材料澆筑于四周密封且上表面開口的模具或測試模具中，模具內(nèi)混凝土的上表面傾斜，同時在模具或測試模具上表面覆蓋一層厚度不小于2mm的柔性PVC塑料薄膜，使混凝土表面泌出的自由水可以從模具或測試模具的上表面開口流淌出去，從而實(shí)時去除混凝土表面的泌水。當(dāng)混凝土坍落度大于220_時，混凝土開始具有自流平能力，測試時不能再采用上表面傾斜的模具，只能采用在上表面覆蓋厚度不低于5mm的高分子吸水樹脂(SAP)布的方法。顯然，為了實(shí)時去除水泥基材料表面的泌水，上述SAP布的吸水效率不得小于混凝土的總泌水量。上述在水泥基材料表面覆蓋厚度不低于5_的高分子吸水樹脂布、或者在模具或測試模具上表面覆蓋一層厚度不小于2_的柔性PVC塑料薄膜，都可以有效避免水分蒸發(fā)的影響，獲取密封的環(huán)境條件。當(dāng)然，也可以將表面覆蓋厚度不低于5mm的高分子吸水樹脂布和在模具或測試模具上表面覆蓋一層厚度不小于2mm的柔性PVC塑料薄膜這兩種獲取密封環(huán)境的措施結(jié)合使用，即在表面覆蓋厚度不低于5mm的高分子吸水樹脂布后，再覆蓋一層厚度不小于2mm的柔性PVC塑料薄膜。所述毛細(xì)管負(fù)壓的測試方法為現(xiàn)有技術(shù)，例如，可以是使用如CN200610038805. O 所示的水泥基材料早期毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置測試毛細(xì)管負(fù)壓，所述毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置包括壓力傳感器、陶瓷頭、集氣管、管塞、測筒、針頭、數(shù)據(jù)采集和輸送裝置，集氣管底部安裝有陶瓷頭，頂部設(shè)有管塞，前述陶瓷頭表面和內(nèi)部有微小的孔隙，所述微小孔隙的平均孔徑為I. 5-2. 5μπι，壓力傳感器安裝在測筒內(nèi)，安裝在測筒前端的針頭穿過管塞伸入集氣管內(nèi)；壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集和輸送裝置進(jìn)行分析和處理，所述測試毛細(xì)管負(fù)壓的方法包括下述步驟a.在集氣管內(nèi)注滿水，使水把陶瓷頭潤濕，由完全充水飽和的微型陶瓷頭、集氣管以及集氣管中的水共同構(gòu)成了探頭，得到探頭內(nèi)的初始壓力PO ；b.把探頭底部的陶瓷頭插入水泥基材料，通過壓力測試裝置測試探頭內(nèi)的壓力 Pl，Pl與PO之差值即為水泥基材料毛細(xì)管負(fù)壓。為了使陶瓷頭充水飽和，在使用前陶瓷頭必須在無氣水(可以采用普通的自來水加熱至沸騰之后，再繼續(xù)加熱超過20分鐘冷卻)中預(yù)先浸泡超過24小時。集氣管采用直徑為3-5_左右的軟塑料管，以與陶瓷頭的直徑相對應(yīng)。陶瓷頭與塑料軟管直接的粘結(jié)必須緊密，不得漏氣。埋入陶瓷頭前塑料軟管需要充滿水，并塞緊管塞，不能漏氣。優(yōu)選，所述水泥基材料早期毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置的量程不低于80kPa，精度不低于+ IkPa0壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集和輸送裝置進(jìn)行分析和處理后，可以傳輸給遠(yuǎn)端的監(jiān)測系統(tǒng)(如手機(jī)用戶)。當(dāng)然，在傳輸給遠(yuǎn)端的監(jiān)測系統(tǒng)之前，可以先對數(shù)據(jù)進(jìn)行是否達(dá)到凝結(jié)時間的判別分析，然后直接傳遞判別結(jié)果。所述數(shù)據(jù)采集和輸送裝置可以是現(xiàn)有技術(shù)中各種裝置，比如可以采用無線監(jiān)測系統(tǒng)，也可以是如CN200610038805. O中所述的有線監(jiān)測系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集和輸送裝置包括變送器、A/D轉(zhuǎn)換器及計算機(jī)，壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)由變送器送往A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換后送往計算機(jī)進(jìn)行分析和處理。本發(fā)明具體的操作步驟包括(以結(jié)構(gòu)混凝土為例)I)毛細(xì)管負(fù)壓閾值的確定在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件下(20°C ±2°C )，采用施工用的原材料和配合比在實(shí)驗(yàn)室攪拌混凝土，然后將拌合物分成兩份，其中一份按照GB 8076-87測試凝結(jié)時間。同時， 將剩下的另一部分裝模，模具的底部和四周密封，陶瓷探頭從底部水平埋入混凝土內(nèi)部，然后在試模內(nèi)部澆筑混凝土，振動密實(shí)，根據(jù)具體情況，對模具的上表面和混凝土表面按前述去除泌水的方式進(jìn)行處理。開始測試時，毛細(xì)管負(fù)壓的數(shù)據(jù)采集儀清零，然后進(jìn)行毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的同步測試，測試出初凝和終凝時候的毛細(xì)管負(fù)壓值A(chǔ)和B，并將測試值A(chǔ)和 B輸入數(shù)據(jù)采集儀，將其設(shè)定為閾值A(chǔ) (初凝)、閾值B (終凝)。當(dāng)不具備標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件時，也可以在工地現(xiàn)場進(jìn)行上述試驗(yàn)。當(dāng)不具備凝結(jié)時間測試條件時，閾值A(chǔ) (初凝)可以人為設(shè)置為9kPa，閾值B (終凝)設(shè)為55kPa。2)結(jié)構(gòu)混凝土凝結(jié)時間的監(jiān)測。在施工澆筑混凝土前，需要預(yù)埋陶瓷探頭。陶瓷探頭的布置可以根據(jù)澆筑混凝土倉面的順序來布置，從最先澆筑的位置開始，在倉面澆筑時間相隔超過Ih的倉位，盡可能地布置1-2個陶瓷探頭。對于混凝土澆筑深度較小(不大于500_)的部位，探頭可以用鉛絲綁扎在底部的水平鋼筋上；對于澆筑深度較大的部位，探頭可以穿過底部的側(cè)向模板綁扎在底部鋼筋上。澆筑混凝土后，首先對數(shù)據(jù)采集裝置清零，在數(shù)據(jù)采集裝置里面設(shè)置程序(以遠(yuǎn)端監(jiān)測系統(tǒng)為手機(jī)用戶為例)a)將施工人員手機(jī)號碼輸入數(shù)據(jù)采集裝置，作為指定客戶；b)預(yù)先設(shè)置采樣時間,每隔時間t (采樣頻率t可以是lmin、2min、5min......根
據(jù)需要設(shè)定)測試毛細(xì)管負(fù)壓Pi ；c)當(dāng)現(xiàn)場實(shí)際測試值Pi達(dá)到閾值A(chǔ)，一個自動的報警或提示信號il就可以自動發(fā)送到指定用戶手機(jī)上，提醒施工人員第i個倉面的混凝土初凝時間已到；當(dāng)現(xiàn)場實(shí)際測試值Pi達(dá)到閾值B，一個自動的報警或提示信號i2就可以自動發(fā)送到指定用戶手機(jī)上，提醒施工人員第i個倉面的混凝土終凝時間已到。由于手機(jī)可以放置在操作人員想要放置的任何地方，譬如是實(shí)驗(yàn)室、辦公室甚至是家里。數(shù)據(jù)采集儀的信號可以向GSM無線傳輸。因此施工人員可以坐在辦公室里通過對新澆筑混凝土毛細(xì)管負(fù)壓的遠(yuǎn)程、自動、連續(xù)、原位監(jiān)測，來表征實(shí)際澆筑混凝土結(jié)構(gòu)的初凝時間，以實(shí)現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)中混凝土材料凝結(jié)時間的遠(yuǎn)程、自動、連續(xù)、原位監(jiān)測。


圖I是泌水對于毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力之間關(guān)系的影響，其中(a)為不處理泌水，
(b)為去除泌水；圖2是不同溫度下毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力之間的關(guān)系，其中(a)10°C，(b)20°C,
(c)30。。，(d) 40 °C ；圖3是混凝土與其組成砂漿的毛細(xì)管負(fù)壓對比；圖4是不同配合比的原材料條件下貫入阻力和毛細(xì)管負(fù)壓之間的關(guān)系；圖5是實(shí)施例I測試結(jié)果。
具體實(shí)施例方式本部分以下試驗(yàn)或?qū)嵤├捎萌鏑N200610038805. O所示的水泥基材料早期毛
細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置測試毛細(xì)管負(fù)壓，所述毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置包括壓力傳感器、陶瓷頭、集氣管、管塞、測筒、針頭、數(shù)據(jù)采集和輸送裝置，集氣管底部安裝有陶瓷頭，頂部設(shè)有管塞，前述陶瓷頭表面和內(nèi)部有微小的孔隙，所述微小孔隙的孔徑為2 μ m，壓力傳感器安裝在測筒內(nèi)，安裝在測筒前端的針頭穿過管塞伸入集氣管內(nèi)；壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集和輸送裝置進(jìn)行分析和處理，所述測試毛細(xì)管負(fù)壓的方法包括下述步驟a.在集氣管內(nèi)注滿水，使水把陶瓷頭潤濕，由完全充水飽和的微型陶瓷頭、集氣管以及集氣管中的水共同構(gòu)成了探頭，得到探頭內(nèi)的初始壓力PO ；b.把探頭底部的陶瓷頭插入水泥基材料，通過壓力測試裝置測試探頭內(nèi)的壓力 Pl，Pl與PO之差值即為水泥基材料毛細(xì)管負(fù)壓。為了使陶瓷頭充水飽和，在使用前陶瓷頭必須在無氣水(可以采用普通的自來水加熱至沸騰之后，再繼續(xù)加熱超過20分鐘冷卻)中預(yù)先浸泡超過24小時。集氣管采用直徑為4mm的軟塑料管，與陶瓷頭的直徑相對應(yīng)。陶瓷頭與塑料軟管直接的粘結(jié)必須緊密，不得漏氣。埋入陶瓷頭前塑料軟管需要充滿水，并塞緊管塞，不能漏氣。一、考察泌水對于毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力之間關(guān)系的影響。采用金寧羊52. 5R P. II水泥，細(xì)度模數(shù)為2. 65的河沙，5_25mm連續(xù)級配的玄武巖碎石。配合比礦粉摻水泥質(zhì)量的30%，水膠比(水/(水泥+礦粉)，質(zhì)量比)0. 40，膠砂比 2. 0，砂率40%，江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-B萘系減水劑粉劑摻膠材(水泥+礦粉)總質(zhì)量的1.0%，凝結(jié)時間測試參照GB 8076-87?；炷撩谒矢鶕?jù)DL/T 5150-2001 測試為25. 5%0(a)不處理泌水在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件下(20°C ±2°C )，采用上述配合比在實(shí)驗(yàn)室配制混凝土，然后將拌合物分成兩份，其中一份按照GB 8076-87測試凝結(jié)時間。同時，將剩下的另一份裝模，模具的底部和四周密封，陶瓷探頭從底部水平埋入混凝土內(nèi)部， 然后在試模內(nèi)部澆筑混凝土，振動密實(shí)。開始測試時，毛細(xì)管負(fù)壓的數(shù)據(jù)采集儀清零，然后進(jìn)行毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的同步測試。(b)去除泌水在實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度條件下(20°C ±2°C )，采用上述配合比在實(shí)驗(yàn)室配制混凝土，然后將拌合物分成兩份，其中一份按照GB 8076-87測試凝結(jié)時間。同時， 將剩下的另一份裝模，模具的底部和四周密封且上表面開口，上表面傾斜，陶瓷探頭從底部水平埋入混凝土內(nèi)部，然后在試模內(nèi)部澆筑混凝土，振動密實(shí)，成型好以后表面覆蓋2_厚 PVC塑料薄膜，砂漿表面泌出的自由水可以從模具或測試模具的上表面開口流淌出去，從而實(shí)時去除砂漿表面的泌水。開始測試時，毛細(xì)管負(fù)壓的數(shù)據(jù)采集儀清零，然后進(jìn)行毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的同步測試。結(jié)果如圖I所示。二、考察不同溫度下毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力之間的關(guān)系。在特定溫度條件下(20°C ±2°C )，采用表I所示配合比在實(shí)驗(yàn)室配制膠砂(金寧羊52. 5RP. II水泥，細(xì)度模數(shù)為2. 65的河沙，江蘇博特新材料有限公司生產(chǎn)的JM-B萘系減水劑粉劑作為外加劑，膠砂泌水率根據(jù)ASTM C 243測試為5. 5%。然后將拌合物分成兩份，其中一份按照GB 8076-87測試凝結(jié)時間。同時，將剩下的另一份裝模，模具的底部和四周密封，上表面傾斜，陶瓷探頭從底部水平埋入混凝土內(nèi)部，然后在試模內(nèi)部澆筑膠砂，振動密實(shí)，成型好以后表面覆蓋2mm厚PVC塑料薄膜，砂漿表面泌出的自由水可以從模具或測試模具的上表面開口流淌出去，從而實(shí)時去除砂漿表面的泌水。開始測試時，毛細(xì)管負(fù)壓的數(shù)據(jù)采集儀清零，然后進(jìn)行毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的同步測試。分別在10°c、20°c、30°c、4(rc溫度條件下進(jìn)行4組毛細(xì)管負(fù)壓和貫入阻力的同步測試，結(jié)果如圖2所示。表I O. 24w/b砂漿配比
權(quán)利要求
1.一種水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于，測試沒有泌水的、密封養(yǎng)護(hù)條件下的水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓，將毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值A(chǔ)的時間作為初凝時間，和/或毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值B的時間作為終凝時間，其中閾值A(chǔ) = 8-10kPa，且閾值B = 54_56kPa ;或者閾值A(chǔ)及閾值B采用下述方法確定用同樣的配合比及原料配制確定閾值用的水泥基材料，振動密實(shí)后，一部分置于測試模具內(nèi)，振動密實(shí)后，測試置于測試模具內(nèi)的沒有泌水的水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓，在同樣的條件下，由貫入阻力法同步測試確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間，所述確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間對應(yīng)的毛細(xì)管負(fù)壓分別為閾值A(chǔ)、閾值B。
2.如權(quán)利要求I所述的水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于，所述沒有泌水的、密封養(yǎng)護(hù)條件下的水泥基材料為水泥基材料沒有泌水的底部或者實(shí)時去除表面泌水、 表面覆蓋塑料薄膜等密封材料的水泥基材料。
3.如權(quán)利要求2所述的水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于，在水泥基材料表面覆蓋厚度不低于5mm的高分子吸水樹脂布，實(shí)時去除水泥基材料表面的泌水，或者當(dāng)水泥基材料為坍落度不大于220_的混凝土?xí)r，將待測試毛細(xì)管負(fù)壓的水泥基材料澆筑于四周密封且上表面開口的模具或測試模具中，模具內(nèi)混凝土的上表面傾斜，同時在模具或測試模具上表面覆蓋一層厚度不小于2_的柔性PVC塑料薄膜，使混凝土表面泌出的自由水可以從模具或測試模具的上表面開口流淌出去，從而實(shí)時去除混凝土表面的泌水。
4.如權(quán)利要求3所述的水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于，所述毛細(xì)管負(fù)壓的測試方法為使用水泥基材料早期毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置，所述毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置包括壓力傳感器、陶瓷頭、集氣管、管塞、測筒、針頭、數(shù)據(jù)采集和輸送裝置，集氣管底部安裝有陶瓷頭，頂部設(shè)有管塞，前述陶瓷頭表面和內(nèi)部有微小的孔隙，所述微小孔隙的平均孔徑為I. 5-2. 5μπι，壓力傳感器安裝在測筒內(nèi)，安裝在測筒前端的針頭穿過管塞伸入集氣管內(nèi)；壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)采集和輸送裝置進(jìn)行分析和處理，所述測試水泥基材料毛細(xì)管負(fù)壓的方法包括下述步驟a.在集氣管內(nèi)注滿水，使水把陶瓷頭潤濕，由完全充水飽和的微型陶瓷頭、集氣管以及集氣管中的水共同構(gòu)成了探頭，得到探頭內(nèi)的初始壓力PO ；b.把探頭底部的陶瓷頭插入水泥基材料，通過壓力測試裝置測試探頭內(nèi)的壓力Pl，Pl 與PO之差值即為水泥基材料毛細(xì)管負(fù)壓。
5.如權(quán)利要求4所述的水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于所述水泥基材料早期毛細(xì)管負(fù)壓自動測試裝置的量程不低于80kPa，精度不低于±lkPa。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法，其特征在于，所述水泥基材料為混凝土，不篩除混凝土中的粗集料，直接測試沒有泌水的、密封養(yǎng)護(hù)條件下的混凝土的毛細(xì)管負(fù)壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水泥基材料凝結(jié)時間的測試方法測試沒有泌水的水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓，將毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值A(chǔ)的時間作為初凝時間，和/或毛細(xì)管負(fù)壓達(dá)到閾值B的時間作為終凝時間，其中閾值A(chǔ)＝8-10kPa，且閾值B＝54-56kPa；或者閾值A(chǔ)及閾值B采用下述方法確定用同樣的配合比及原料配制確定閾值用的水泥基材料，振動密實(shí)后，一部分置于測試模具內(nèi)，振動密實(shí)后，測試置于測試模具內(nèi)的沒有泌水的水泥基材料的毛細(xì)管負(fù)壓，在同樣的條件下，由貫入阻力法同步測試確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間，所述確定閾值用的水泥基材料的初凝時間和終凝時間對應(yīng)的毛細(xì)管負(fù)壓分別為閾值A(chǔ)、閾值B。
文檔編號G01N33/38GK102590483SQ20111044732
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉加平, 張建業(yè), 張航, 王育江, 田倩, 郭飛 申請人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司