[发明专利]一种硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成测定方法

说明书

本发明涉及水泥材料研发和分析化学领域，旨在提供一种硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成测定方法。包括：按0.5的水胶比标准制备净浆试件，并养护至规定龄期；取部分试件测算自由水含量；剩余试件破碎、研磨后过80μm筛；取过筛后的粉末与去离子水混合；高速搅拌后离心分离，提取上层萃取液；用硝酸溶液稀释萃取液，以离子色谱仪分析各元素的浓度并修正，结果记为孔隙液浓度Ce；对浓度数据进行修正，换算得到实际自由水含量条件下的各元素离子浓度Cp的数据。本发明采用常规化学分析设备，避免高压操作，简单易行、重复性好；适用不同胶凝材料种类及水胶比，能够获得各种条件下水泥基材料孔隙液组成；真实还原水泥内部孔隙组成。

技术领域

本发明涉及硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成测定方法，属于水泥材料研发领域，也属于分析化学领域。

背景技术

混凝土中钢筋钝化膜的生成是以水泥基材料孔隙液作为基础，所以孔隙液的特性对钢筋的钝化膜质量至关重要，已成为钢筋混凝土结构耐久性研究重点。

目前常用的硅酸盐水泥基材料孔隙液主要含有Ca²⁺，Na⁺，K⁺，OH^-和SO₄^2-，对钢筋钝化的影响主要表现在孔隙液的碱度和离子组成。根据Poursaee等人研究结果来看，在pH>13的模拟孔隙液中钢筋表面生成稳定的钝化膜需要3d，在pH<12.6的模拟孔隙液中则至少需要8d，当混凝土孔隙溶液的碱度下降到11.5左右时钢筋将不能钝化。

另外，不同水泥孔隙液组成，造成钢筋钝化膜成分发生了变化。在不含Ca(OH)₂的溶液中，钝化膜主要由α-Fe₂O₃，γ-Fe₂O₃和α-FeOOH组成；加入Ca(OH)₂后，钝化膜则主要由γ-Fe₂O₃组成，电荷转移电阻也有显著提高。然而，目前大量研究都以饱和氢氧化钙(pH＝12.5)作为主要模拟孔溶液研究钢筋锈蚀，直接忽略了其它离子对钢筋钝化产生影响。

混凝土孔隙液作为水泥水化的液相产物，其性质受到胶凝材料组成的影响。硫铝酸盐水泥(SAC)具有早强、快硬的特点，近年来广泛用于修补、抢修等工程。但这种水泥与硅酸盐水泥基材料孔隙液的碱度和离子组成差异较大，具有完全不同的水化反应过程，不能单纯用Ca(OH)₂溶液进行模拟研究。

为了准确获得水泥基材料孔隙液组成，可采用高压法(pore water expression)对水泥试件高压提取孔隙液。但是压滤法具有一定的局限性，不仅设备复杂、重复性差，所压试件必须具有较高的含水率。制备试件采用高水胶比，一般PC水胶比为0.5，SAC为0.7-0.8，不适用于低水胶比试件或实际工程中取得的样品。而且高压法产量较低，250g样品仅能获得1-2ml孔隙液，样品数量常常不能满足实验要求。

固液萃取法(ex-situ leaching)利用硬化浆体溶解，是另一种常用的获得水泥基材料孔隙液组成的。然而因实验过程中外加水的引入，造成溶液中各离子浓度下降，孔隙液测试结果与真实情况仍有差距。

所以，针对硫铝酸盐水泥基材料中多离子协同作用的特点，有必要开发一种简单准确的硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成测定方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，面向硫铝酸盐水泥基材料中多离子协同作用特点，针对高压法和固液萃取法的不足，提供一种简单准确测定硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种硫铝酸盐水泥硬化浆体孔隙液组成测定方法，包括下述步骤：

(1)试样制备