[发明专利]基于电阻率的水泥水化度动态监测系统与方法

权利要求书

1.一种基于电阻率的水泥水化度动态监测方法，其特征在于，所述方法是基于电阻率的水泥水化度动态监测系统而实现的；该系统包括非接触式电阻率测量仪、埋入式温度传感器与计算机，在计算机中内嵌了水泥水化度处理分析模块；计算机通过信号线连接至非接触式电阻率测量仪的交流电发生器，非接触式电阻率测量仪和埋入式温度传感器分别通过信号线接至计算机；

所述水泥水化度动态监测方法具体包括下述步骤：

(1)检测电阻率数据与温度

使用非接触式电阻率测量仪，对水化中的水泥净浆电阻率进行连续监测；使用埋入式温度传感器，对试件的实际温度进行连续监测；

(2)利用实测的试件温度对电阻率监测结果和水化反应时间进行修正

对电阻率监测结果的修正如公式(1)所示：

式中：是参考温度T_ref下的电阻率；ρ_T是实测温度T下的电阻率；E_a-cond是电导率活化能；R是气体常数，取8.31J/(K·mol)；T是试件温度；参考温度T_ref取值为20℃；

对水化反应时间的修正如公式(2)所示：

式中：t_eq是等效反应时间；t是实际反应时间；E_a-hyd是水化反应活化能；T(t)是t时刻的试件温度；

(3)水化度的计算

A、计算孔溶液电阻率

孔溶液电阻率由水化度和电阻率的线性方程公式(3)表示，其中水化度作为待求参数暂不求解；

式中：ρ_cpor是孔溶液电阻率；α是水化度；w/c是水灰比；

B、计算毛细孔溶液体积分数

将水泥净浆电阻率和孔溶液电阻率带入公式(4)，计算毛细孔溶液体积分数；

式中：是毛细孔溶液体积分数；ρ_cpor是孔溶液电阻率；ρ是水泥净浆电阻率；M是放大因子；φ_c是渗透阈值；m是临界指数；

C、计算水化度

将毛细孔溶液体积分数带入公式(5)，求解水化度；

式中：α_I-II是水化阶段I转变为水化阶段II的临界水化度；α_II-III是水化阶段II转变为水化阶段III的临界水化度；α_I-II和α_II-III分别使用公式(6)计算；

α_I-II＝0.170w/c，α_II-III＝2.022w/c (6)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于水灰比为0.35的水泥净浆，放大因子M的取值范围260.7～263.6；对于水灰比为0.45的水泥净浆，放大因子M的取值范围173.1～175.4；对于其他水灰比的水泥净浆，通过线性插值方法计算获得。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于水灰比为0.35的水泥净浆，临界指数m取为2.18，对于水灰比为0.45的水泥净浆，临界指数m取值为2.00。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于水泥净浆，渗透阈值φ_c取值为0.18。