荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用

本发明涉及水泥基材料，尤其是涉及荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用。

背景技术：

1、水泥基材料作为一种多孔材料，在服役过程中，特别是处于显著干湿循环的环境下，孔隙结构中的孔隙压力也会随之发生变化。随着孔隙压力增大，水泥基材料内部组织逐渐疏松、孔洞扩大、裂缝开展，引起微裂纹扩展，从而使材料的耐久性下降。微裂纹的扩展与水泥基材料内部的孔隙压力密切相关，因此水泥基材料孔隙压力的检测对水泥基材料的耐久性的研究中有重要意义。根据经验公式，水泥基材料内部有效孔隙压力的大小是孔隙半径的函数，通过建立孔隙的尺寸分布函数，求出水泥净浆孔隙特征尺寸r，即可求解一定温度t和相对湿度rh条件下的平均有效孔隙压力p，而水泥基材料孔隙压力的实际测试研究目前主要集中在高温爆裂领域。然而，由于水泥基材料内部复杂的孔隙结构特征，且其尺度远远小于目前常用的机械式、电子式或数字式传感器，因此对判断水泥基材料处于不同环境下孔隙压力大小的迫切需求是一项难度较高的实验。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，本发明通过四苯乙烯(tpe)的力致变色特点判断水泥基材料孔隙压力的大小，方便快捷，可视效果好。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，包括以下步骤：

4、(1)将荧光染料溶解于有机溶剂及水中，得到荧光染料溶液；

5、(2)将水泥与荧光染料溶液混匀，得到水泥基材料，成型后切成薄片；

6、(3)将步骤(2)得到的薄片置于不同环境下，利用稳态瞬态荧光光谱仪对薄片进行荧光强度测试，判断不同环境中水泥基材料孔隙压力大小；

7、其中，荧光强度越高，表明水泥基材料的孔隙压力越大。

8、在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，荧光染料：有机溶剂：水的用量比为2mg：5-9ml：1-5ml。

9、在本发明的一个实施方式中，荧光染料：有机溶剂：水的用量比为1mg：3ml：2ml。

10、在本发明的一个实施方式中，所述荧光染料为四苯乙烯，四苯乙烯的化学结构式如下式所示：

11、

12、在本发明的一个实施方式中，所述有机溶剂选自聚乙二醇、乙二醇或乙醇中的一种。

13、在本发明的一个实施方式中，所述有机溶剂为聚乙二醇。

14、在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，所述水泥为p ii 52.5水泥。

15、在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，所述水泥与荧光染料溶液的质量比为100g：50ml。

16、在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，薄片的尺寸为10mm×10mm×10mm。

17、在本发明的一个实施方式中，步骤(3)中，荧光强度测试过程中，激发波长为362nm。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、(1)本发明利用荧光染料表征水泥基材料孔隙压力变化，特别是微孔、介孔等纳米尺度的孔隙压力，且对孔隙本身不会造成损坏，能够实现无损检测。

20、(2)本发明通过荧光染料的压力敏感性特点表征非饱和状态水泥基材料孔隙压力变化，方便快捷，可视效果好，为测定水泥基材料孔隙压力提供新的方法。

21、(3)本发明通过四苯乙烯试剂测试水泥基材料孔隙压力情况，四苯乙烯试剂显著的稳定性是最大的优点，发现四苯乙烯的荧光强度越高，水泥基材料的孔隙压力越大。

技术特征：

1.一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，步骤(1)中，荧光染料：有机溶剂：水的用量比为2mg：5-9ml：1-5ml。

3.根据权利要求2所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，荧光染料：有机溶剂：水的用量比为1mg：3ml：2ml。

4.根据权利要求3所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，所述荧光染料为四苯乙烯。

5.根据权利要求3所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，所述有机溶剂选自聚乙二醇、乙二醇或乙醇中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，所述有机溶剂为聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述水泥为pii 52.5水泥。

8.根据权利要求1所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述水泥与荧光染料溶液的用量比为100g：50ml。

9.根据权利要求1所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，步骤(2)中，薄片的尺寸为10mm×10mm×10mm。

10.根据权利要求1所述的一种荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用，其特征在于，步骤(3)中，荧光强度测试过程中，激发波长为362nm。

技术总结
本发明涉及水泥基材料技术领域，尤其是涉及荧光染料在判断不同环境水泥基材料孔隙压力大小中的应用。本发明首先将荧光染料溶解于有机溶剂及水中，得到荧光染料溶液，将水泥基材料与水混匀，得到净浆；然后将荧光染料溶液掺入净浆中，成型后切成薄片；进一步的将其置于不同环境下，利用荧光光谱仪拍摄薄片的荧光强度，判断不同环境中水泥基材料孔隙压力大小；其中，荧光强度越高，表明水泥基材料的孔隙压力越大。本发明通过四苯乙烯的力致变色特点判断水泥基材料孔隙压力的大小，方便快捷，可视效果好。

技术研发人员：姜伟,张丹丹,郑鑫悦,顾海涛,范震
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12