一种专门适合碱激发材料的养护方式—封存养护的制作方法

本发明涉及一种专门适合碱激发材料的养护方式—封存养护。

背景技术：

碱激发材料是近年来发展起来的一种无机非金属材料，这类材料多以天然铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料，与其他矿物掺合料以及适量的碱硅酸盐激发剂充分混合后，在常温或蒸压条件下成型，在养护过程中逐渐建立强度，是一类由铝硅酸盐胶凝成分粘结的胶凝材料。研究表明，高强碱激发试件的制备不仅与原材料的配合比密切相关，同时养护方法对碱激发试件强度的发展也至关重要。适当的养护方式可以促进聚合反应的进行与聚合产物的形成，有利于进一步提高碱激发试件的强度。近年来，国内外专家对碱激发材料的研究主要集中在进一步改善碱激发材料的配合比，忽视了对养护方法的研究。目前,对于碱激发材料的养护一般都采用水泥混凝土的养护方式，虽然这种养护方式能够使碱激发材料获得一定的强度，但这种养护方式并不适合碱激发材料。

由于水泥的水化反应机理与碱激发材料的聚合反应机理完全不同，水泥的水化反应不需要过高的碱度环境(一般ph为13.0)，而且水泥在水化反应过程中需要消耗大量的自由水，所以水泥混凝土在养护过程中通常采取大量洒水，以促进水化反应的进行，同时水泥水化生成的ca(oh)2可以缓解胶凝材料内部ph的降低。然而，碱激发材料的聚合反应必需在高碱度环境下进行(一般ph大于14.0)，而且聚合反应无法产生ca(oh)2等碱性物质来缓解ph的降低。若对碱激发材料采用洒水养护，必然导致大量的自由水聚集在试件表面，使试件内外形成过高的碱度差与自由碱(na⁺与k⁺)浓度差，造成试件内部oh^-、自由碱以及活性物质(活性钙、硅等)的大量溶出，导致试件内碱度的下降，严重阻碍聚合反应的进行与聚合产物的形成，造成试件的强度的骤降。因此，水泥混凝土的养护方式不适合碱激发材料，无法为碱激发试件强度的发展提供良好的聚合反应环境。

本专利采取封存养护方式养护碱激发试件。首先通过塑料薄膜将碱激发试件封存，隔绝试件与外界环境的接触，防止试件内外形成过高的oh^-与自由碱浓度差，有效阻止试件内部oh^-与自由碱的溶出，维持试件内的高碱度环境以及自由碱与活性物质的含量，促进聚合反应的进行与聚合产物的形成，显著提升试件的强度。其次通过湿搌布的覆盖，不仅可以达到对封存试件保温保湿的目的，预防封存的塑料薄膜由于风吹日晒的影响而发生破坏，而且又可防止碱激发试件内部形成过大的湿度与温度差，避免干缩裂缝与温度裂缝的形成。因此封存养护方式进一步提高了碱激发试件的强度，避免了干缩裂缝与温度裂缝的形成，提高了碱激发试件的整体性与刚度，对碱激发材料在工程中的应用具有重要的意义。

技术实现要素：

一种专门适合碱激发材料的养护方式—封存养护，其特征是：封存养护方法如下：当碱激发试件制备完成后，立刻用塑料薄膜封存浇筑面，然后在封存面上覆盖湿搌布，确保湿搌布保持湿润的状态；当碱激发试件拆模后，立刻用塑料薄膜将碱激发试件完全包裹并密封，采用湿搌布覆盖，并确保湿搌布处于湿润的状态；养护环境的温度为10℃-40℃，湿度为50％-100％；待养护至规定龄期，去除覆盖的湿搌布并拆除封存薄膜。

有益效果：由于采用了上述养护方案，所述的碱激发试件具有以下有益效果：

1)有效阻止碱激发试件内oh^-、自由碱以及活性物质的溶出

塑料薄膜的密封完全阻止了碱激发试件与外界环境的直接接触，避免试件内部与外表面形成过高的oh^-与自由碱浓度差，有效缓解试件内oh^-与自由碱的溶出，维持了试件内高碱度与高自由碱浓度的环境。同时塑料薄膜的密封还可以防止碱激发试件内活性物质(活性钙、硅、铝等)以及硅酸根离子的溶出，这些物质都是聚合产物的重要组成元素，避免活性物质的溶出可以促进聚合产物的形成以及提高聚合产物的生成量，有利于试件强度的进一步发展。

2)显著提高碱激发试件的抗压强度

塑料薄膜的密封维持了碱激发试件内高碱度与高自由碱浓度的环境，而高碱度环境更有利于激发碱激发材料的活性，促进活性物质的溶出，提高聚合反应效率，促进聚合产物(c-s-h与c-a-s-h凝胶)的形成。同时高自由碱浓度还可以促进自由碱向结合碱转化，提高结合碱转化率，有利于聚合产物(n-a-s-h凝胶)的形成。因此，与水泥混凝土养护方法相比，封存养护方法有效阻止了碱激发试件内oh^-与自由碱的析出，促进聚合产物的形成，显著提高了碱激发试件的抗压强度。

3)有效阻止干缩裂缝的形成

在碱激发试件的养护过程中，试件表面水分的蒸发速率往往远高于试件的内部，导致试件内外产生湿度不均的现象。而碱激发试件又具有强度高、整体性好以及刚度大的优点，因此碱激发试件内易于产生干缩开裂的现象。干缩裂缝的产生不仅明显降低试件的整体性与刚度，导致耐久性的下降，而且严重影响试件强度的发展。塑料薄膜的封存可以有效阻止试件表面自由水的蒸发，防止试件内外形成较大湿度差，维持试件内部湿度平衡，有效阻止干缩裂缝的形成。同时湿搌布的覆盖可以确保试件封存薄膜的外部始终处于湿润的状态，防止由于日晒或风吹雨打的影响，导致封存塑料薄膜产生破损和脱落的现象，造成封存养护作用的失效。

4)有效避免温度裂缝的形成

当采用水泥混凝土养护方式养护碱激发试件时，试件将处于昼夜温差交替的养护环境中，由于试件外表面随环境温度变化的速率明显快于试件内部，导致试件内外易于形成较大的温度差，造成试件内部形成温度裂缝，而且温度裂缝的形成同样会影响试件强度的发展。封存养护方式中塑料薄膜的密封，可以有效缓解试件内热量的散失，维持试件内部温度平衡。同时湿搌布的覆盖对试件起到保湿保温的作用，防止试件内外形成过大的温度差，有效避免试件内温度裂缝的形成。

5)有效缓解泛碱现象

碱激发试件通常采用强碱作为激发剂，自由碱在浓度差的作用下不断向试件外表面渗透，并随着试件表面自由水的蒸发而发生沉淀，因此碱激发试件在养护过程中将不可避免的发生泛碱现象。泛碱现象严重影响试件表面的平整度与美观，对碱激发材料的使用带来不利影响。塑料薄膜的封存避免了试件内部与外表面形成过高的自由碱浓度差，有效阻止了试件内部的自由碱向试件外表面扩散，同时塑料薄膜的封存还有效缓解了试件表面自由水的蒸发，从而有效缓解自由碱在试件外表面的沉积，防止泛碱现象的发生，确保试件外表面的平整美观。

优点：本发明通过碱激发材料的封存养护方式，通过三层塑料薄膜的封存与湿搌布的覆盖，消除了碱激发试件在养护过程中产生的oh^-、自由碱与活性物质的溶出问题，维持了碱激发试件内高碱度与高自由碱浓度的环境，促进聚合反应的进行与聚合产物的形成，提升了结合碱转化率，开创了专门适合碱激发材料的养护方式。而且该养护方式能够有效阻止试件内干缩裂缝与温度裂缝的形成，显著提升试件的强度。同时明显缓解碱激发试件的泛碱现象，有利于碱激发材料在工程中的应用，具有显著的环境效益和社会效益。

附图说明

图1为试件c-1与c-2示意图。

具体实施方式

实施例1：矿渣碱激发试件的配合比以及养护方法如表1所示。其特征是：确保矿渣碱激发试件c-1与c-2的配合比、养护温度与湿度以及制备方法完全相同，但养护方法不同。试件的制备方法为：将矿渣微粉置于搅拌锅中，加入试验用水与naoh，先慢搅10秒然后快搅20秒；再加入液态硅酸钠并快搅30秒，最后加入试验用砂并快搅30秒即可准备成型；塑料薄膜的厚度为0.025mm。

试件c-1采用养护室养护—水泥混凝土养护方法，既试件制备完成后立即置于养护室内，养护24小时后立即拆模，拆模后的试件继续放置在养护室中，在温度为20℃，湿度>95％的条件下养护至规定龄期，进行相关检测。

试件c-2采用封存养护，既试件制备完成后，立刻用塑料薄膜封存浇筑面，封存层数为三层，然后在封存面上覆盖湿搌布，确保湿搌布保持湿润的状态。试件养护24小时后立即拆模，拆模后立刻用塑料薄膜将碱激发试件完全包裹并密封，封存层数为三层。同时采用湿搌布覆盖，并确保湿搌布处于湿润的状态。养护至规定龄期，去除覆盖的湿搌布并拆除封存薄膜，进行相关检测。

由表1可以看出，试件c-2(封存养护)养护3天的抗压强度达到35.4mpa，养护28天的抗压强度上升到61.3mpa，比试件c-1(养护室养护)分别增长了23.3％与21.6％，提升效果显著。同时由图1可以看出，试件c-1(养护室养护)表面产生了明显的干缩裂缝(a)与温度裂缝(c)以及严重的泛碱现象(c)，而试件c-2(封存养护)表面既没有产生明显的干缩裂缝(b)与温度裂缝(d)，也没有出现泛碱的现象(d)。因此封存养护方式有效缓解了试件内oh^-、自由碱与活性物质的析出，促进聚合反应的进行与聚合产物的形成，显著提高了碱激发试件的抗压强度，有效阻止了干缩裂缝与温度裂缝的形成并明显缓解了泛碱现象。所以封存养护方式是一种专门适合碱激发材料的养护方法。

表1碱激发胶砂试件配合比与抗压强度(g)