[发明专利]一种裂缝中单颗粒SAPs膨胀率的测量方法

说明书

本发明属于采用SAPs提高混凝土水密性和自愈合性能的技术领域，涉及一种裂缝中单颗粒SAPs膨胀率的测量方法。首先向第一容器中注入水泥净浆，将单颗粒SAPs置于水泥净浆表面中央，在第一容器上粘贴第二容器，并浇筑水泥净浆，得到试样；通过荷载施加的方式使试样在单颗粒SAPs位置处断裂，将断裂后的试样置于第三容器中，在裂缝处插入垫隔件；用粘合剂将试样和第三溶剂粘结，在溶液中浸泡后进行μCT测试，通过三维重构获得裂缝中膨胀后单颗粒SAPs的体积。该方法简单有效，可用于研究混凝土中单颗粒SAPs的裂缝填充行为，也可用于研究混凝土组成、环境溶液性质和裂缝宽度对真实裂缝中单颗粒SAPs膨胀行为的影响。

技术领域

本发明属于水泥混凝土领域，特别是采用SAPs提高混凝土水密性和自愈合性能的技术领域，涉及一种裂缝中单颗粒SAPs膨胀率的测量方法。

背景技术

SAPs是一种能够快速吸水膨胀的有机材料，能够吸收相对自身质量数百倍的水。将SAPs与混凝土拌合时，SAPs能够在混凝土中吸水膨胀。当混凝土内部湿度降低时，SAPs收缩并在混凝土中留下初始孔洞，这些初始孔洞相当于宏观缺陷。当外部荷载较高时，裂缝沿初始孔洞扩展。当外部溶液进入混凝土时，裂缝表面SAPs遇水快速膨胀，并堵塞裂缝。在干湿交替环境中，SAPs在湿阶段吸收环境中的水分，在干阶段将水释放，从而促进SAPs周围未水化胶凝材料的水化和氢氧化钙的碳化，从而促进混凝土基体的愈合。SAPs的膨胀和混凝土基体的愈合均有助于降低开裂混凝土的水渗透性。裂缝中SAPs的膨胀率是影响含SAPs开裂混凝土水密性的关键因素；SAPs较大的膨胀率有助于促进混凝土裂缝的愈合。

专利1(公开号：CN109444391A)中公布了一种硬化水泥净浆中SAPs再膨胀率的测量方法，首先将硬质塑料管置于玻璃板上，将单颗粒SAPs置于容器管中央，然后浇筑已拌合好的水泥净浆；用胶带将硬化水泥净浆表面覆盖，仅暴露SAPs位置；随后将试样浸泡在测试溶液中。通过测定浸泡前后含SAPs试样的质量差，计算再膨胀后SAPs增加的体积，从而获得SAPs的再膨胀率。

专利2(公开号：CN109444390A)中公布了一种硬化水泥净浆中SAPs在人造裂缝中再膨胀率的测量方法。首先将容器管置于玻璃板上，将单颗粒SAPs置于容器管内部，然后浇筑水泥净浆；用胶带将硬化水泥净浆表面覆盖，仅暴露单颗粒SAPs位置；在试样表面放置透明玻璃片，用数根钢针将玻璃片和试样隔开；在试样四周注入少量胶水以粘结玻璃片和试样；随后取出钢针，得到人造裂缝。通过测定浸水后SAPs填充裂缝的面积，获得单颗粒SAPs的再膨胀率。

上述技术的不足在于：上述2个专利仅能计算SAPs的再膨胀率，而无法计算SAPs的膨胀率。专利1中SAPs部分与水泥接触，SAPs的膨胀未受到裂缝的约束；专利2中SAPs处于人造裂缝中。此人造裂缝具有平滑的表面，而真实裂缝的表面比较粗糙，且裂缝具有一定的弯曲率。此外，专利2中人造裂缝处于SAPs颗粒的一端，真实情况中裂缝可能在SAPs初始孔洞的任意位置扩展。不同的约束和裂缝状态必然影响裂缝中SAPs的膨胀行为，导致所计算的膨胀率失真。

发明内容

为弥补现有测试技术的不足，本发明提出评价裂缝中SAPs膨胀能力的参数——膨胀率η；并设计了测量η值的方法。

本发明的技术方案如下：一种裂缝中单颗粒SAPs膨胀率的测量方法，所述测量方法为：

S1)制备得到含有单颗粒SAPs的试样；

S2)通过荷载施加的方式使试样在单颗粒SAPs位置处断裂，在裂缝处插入垫隔件；在溶液中浸泡后,进行扫描测试，通过三维重构获得裂缝中膨胀后单颗粒SAPs的体积。

根据本公开实施例，所述S1的具体步骤为：

S1.1)将拌制好的水泥净浆置于第一容器中；

S1.2)用分析天平称取一定质量的单颗粒SAPs，并置于所述第一容器的水泥净浆表面中央；