低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料试验方法领域，尤其涉及一种低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法。
【背景技术】
[0002]密闭养护是水泥基材料研究中常用的一种样品养护方法。理想的密闭养护能够隔绝外界环境与反应体系之间的水、气传输，因此，有利于揭示材料自身的反应规律。为了营造一个封闭的反应环境，人们尝试过很多种样品封装方法。例如，用锡箔纸包裹样品，用塑料自封袋密封样品，将新拌浆体注入玻璃试管并用石蜡等材料封闭端头，或者将样品浇注到塑料模具(如胶卷盒)中，然后用水泥浆体或环氧树脂密封模具盖子与模具之间的缝隙，等等。
[0003]虽然上述方法已被广泛应用，但其中存在的诸多问题仍有待解决。(I)密封效果差。使用锡箔纸或自封袋封装样品时，若养护时间较长或养护温度较高时，原本和样品贴合紧密的锡箔纸会部分脱开，而自封袋夹链也很容易局部自动张开。此外，锡箔纸和自封袋本身的材质较薄，强韧性差，抗张强度和抗冲击强度都比较低，如果用于封装砂浆，很容易被样品划破或是在样品搬运过程中破损。这些因素都会造成样品失水或表层碳化。(2)难以适应不同尺寸的样品。传统的密闭养护方法由于封装材料容量小或者强度低等原因，一般只能用来密封水泥净浆等体积较小或者无需成型的样品。但是，砂浆和混凝土样品不仅体积较大，而且大多都需要在特定形状的金属模具中成型，因此，常规封装材料在容量、强韧性以及密封效果等方面很难满足要求。(3)操作繁琐。目前，采用玻璃管或胶卷盒装样品，再对其端头进行密封，可以实现常温密闭养护。但是，用这两种方法成型的样品均为细长的圆柱体。为了避免水泥浆体分层，需要在凝结硬化之前不断旋转样品。这需要通过自动转瓶机或自行设计加工转速可调的专用设备来实现，过程繁琐。(4)温度适应性差。自封袋、胶卷盒通常是由单层的聚乙烯、聚丙烯等材料制成的，不宜长期用于高温或低温环境。尤其当养护温度持续高于60°C或低于0°C后，密封材料软化、脆化、变形、老化、封口自然张开等问题愈发明显。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法，它能够减少养护过程中水泥浆体的质量损失，尤其适合在100°c以下的环境中对水泥净浆、砂浆或混凝土试块进行长期密闭养护。
[0005]本发明提出的低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法，具体步骤如下:
(O制作样品袋:根据封装样品及其成型模具的尺寸，用耐高温薄膜制作样品
袋，所述耐高温薄膜由聚酯薄膜、铝箔、尼龙和聚丙烯四层材料复合而成；
(2)成型:根据需要将水泥基材料与水按比例拌匀，在耐高温模具中成型，所述耐高温模具采用的材料为铸铁或不锈钢； (3)封装:按照成型后样品暴露在外的面积，裁剪一块耐高温薄膜(材料与步骤(I)中所用薄膜相同)作为覆膜覆盖样品浇注面，以保持样品表面的平整度，并减少封装之前样品表面水分的散失，然后将其放入步骤(I)所得样品袋中，用高温封口机在200-280°C将其热压封合，随后置于所需的温度环境中养护；
(4)拆模:达到拆模时间后，剪开样品袋边缘，取下样品表面的覆膜，尽快将样品和耐高温模具分离；
(5)二次封装:将拆模后的样品和覆膜迅速放回样品袋，以减少水分散失，再次用封口机在200-280°C将其热压密封，然后在所需的温度环境中继续养护至预定龄期。对于养护温度较高的长龄期样品，如在70°C以上龄期超过三个月的样品，要定期检查其样品袋的质量，有老化现象的样品袋，需更换新的样品袋。
[0006]本发明中，当样品无需成型时，可根据样品的质量制作尺寸适宜的样品袋，然后将调配好的水泥浆体直接倒入样品袋，用封口机在200-280°C进行热压密封，随后在所需的温度环境中养护至指定龄期。对于长期高温环境养护的样品，也要定期检查其样品袋的质量，有老化现象的样品袋，需更换新的样品袋。
[0007]与传统密封方法相比，本发明的有益效果在于:
(1)密封效果好。采用四层耐高温材料复合而成的样品袋，有效减少了反应体系与外界的水气交换，而且有助于提高样品袋的强韧性；在样品袋封装环节，采用高温封口机将袋子边缘熔化，然后对其加压使之牢固粘合，因此，即便在高温(如90°C)养护时出现涨袋现象时，样品袋的边缘也不会脱开，这些措施有效提高了密封效果；
(2)对样品尺寸限制小。由于使用者可以根据样品及其模具的尺寸将耐高温薄膜自行加工成特定尺寸和形状的样品袋，因此，水泥净浆、砂浆和混凝土试块都可以用这种方法进行密闭养护；
(3)温度适应性强。由于构成样品袋的四层薄膜材料具有较好的耐热性，因此，普通低高温环境(如-10°C到100°C之间)的恒温或变温密闭养护均可实现；
(4)操作简便，成本较低。由于采用柔性的耐高温薄膜制作样品袋，只需对薄膜进行裁剪、热压封合即可实现样品密封。这使得样品袋制作、拆模、封装以及更换等操作过程简便易行。而且，与玻璃、聚四氟乙烯等其它封装材料相比，成本更低。
【具体实施方式】
[0008]下面通过实施例进一步说明本发明。实施例1.室温(20°C)下，研究密闭养护环境中水泥的水化硬化过程。由于样品需要测试立方体抗压强度，因此，要用模具成型。按照以下步骤制备样品:
(O参考净浆模具的尺寸，将耐高温薄膜制成样品袋，袋子长度28cm、宽度21cm、单侧压边宽度Icm ；
(2)将水和水泥按照0.4的水灰比混合均匀，在铸铁模具中浇注成型；
(3)裁剪一块耐高温薄膜(1cmXScm)覆盖样品浇注面，然后将其放入样品袋，用高温封口机热压密封样品袋，密封温度为230°C，随后在20±1 °C的养护箱内进行养护；
(4)24h后，从养护箱中取出样品袋，剪开一侧边缘，快速取出样品、揭开覆膜并拆除模具； (5)将拆模后的样品和覆膜尽快放回样品袋，以减少水分散失，再用封口机在230°C热压封合样品袋，然后将样品放回养护箱中继续养护至预定龄期。
[0009]经测试，养护100天之后，样品的质量损失仅为0.01%，密封效果良好。
[0010]实施例2.研究高温环境下水泥的水化过程，试验中选取50°C、70°C和90°C三个养护温度。样品不需要测试强度，因此不必成型。按照以下步骤制备样品:
(1)根据所需样品的质量，将耐高温薄膜制成样品袋，袋子长度20cm、宽度16cm、单侧压边宽度Icm ；
(2)将水和水泥按照0.4的水灰比混合均匀，浆体分别装入三个样品袋；
(3)用封口机热压密封样品袋，密封温度为250°C，随后将样品分别放入50土1°C、70 ± I °C和90 ± I °C三个高温恒温试验箱中养护至预定龄期。
[0011]经测试，养护100天之后，50°C、70°C和90°C环境中密闭养护的样品质量损失分别为0.01%，0.04%和0.14%，而且，三个样品袋均无破损和老化现象。这说明随着养护温度升高，样品的质量损失略微增加，但是总体来看，密封效果仍然较好。
【主权项】
1.低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法，其特征在于具体步骤如下: (1)制作样品袋:根据封装样品及其成型模具的尺寸，用耐高温薄膜制作样品袋，所述耐高温薄膜由聚酯薄膜、铝箔、尼龙和聚丙烯四层材料复合而成； (2)成型:根据需要将水泥基材料与水按比例拌匀，在耐高温模具中成型，所述耐高温模具采用的材料为铸铁或不锈钢； (3)封装:按照成型后样品暴露在外的面积，裁剪一块耐高温薄膜作为覆膜，所述耐高温薄膜材料与步骤(I)中所用薄膜相同，所述覆膜覆盖样品浇注面，以保持样品表面的平整度，并减少封装之前样品表面水分的散失，然后将其放入步骤(I)所得的样品袋中，用高温封口机在200-280°C将其热压封合，随后置于所需的温度环境中养护； (4)拆模:达到拆模时间后，剪开样品袋边缘，取下样品表面的覆膜，尽快将样品和耐高温模具分离； (5)二次封装:将拆模后的样品和覆膜迅速放回样品袋，以减少水分散失，再次用封口机在200-280°C将其热压密封，然后在所需的温度环境中继续养护至预定龄期；对于养护温度较高的长龄期样品，对于70°C以上龄期超过三个月的样品，要定期检查其样品袋的质量；对于有老化现象的样品袋，需更换新的样品袋。2.根据权利要求1所述的养护方法，其特征在于当样品无需成型时，采用的具体方法为:首先根据样品的质量制作尺寸适宜的样品袋，然后将调配好的水泥浆体直接倒入样品袋，用封口机在200-280°C进行热压密封，随后在所需的温度环境中养护至指定龄期；对于长期高温环境养护的样品，也要定期检查其样品袋的质量；对于有老化现象的样品袋，需更换新的样品袋。
【专利摘要】本发明涉及一种低高温环境下水泥基材料的柔性密闭养护方法，具体步骤：（1）用耐高温薄膜制作特定尺寸的样品袋；（2）将水泥基材料与水按比例拌匀，在耐高温模具中成型；（3）样品表面加盖耐高温薄膜，然后放入样品袋，用高温封口机热压封合，随后置于低高温环境中养护；（4）达到拆模时间后，剪开样品袋边缘，取下样品表面的覆膜，拆模；（5）将拆模后的样品和覆膜放回样品袋，再次用封口机热压封合，在低高温环境中继续养护至预定龄期。若样品无需成型，可将调配好的浆体直接倒入样品袋，用封口机热压封合，在低高温环境中养护至指定龄期。本发明所述的养护方法密封效果好，适用范围广，操作简便灵活，且成本较低。
【IPC分类】B28B11/24
【公开号】CN105058565
【申请号】CN201510501606
【发明人】吴丹琳, 袁勇
【申请人】同济大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月17日