本发明涉及水泥，特别是一种基于化学结合水测量及成熟度理论的等效龄期方法预测水泥基材料反应耗水量的方法。
背景技术：
1、水泥基材料作为现代建筑行业的基石，其质量与性能直接关系到建筑的安全与稳固。水化反应和火山灰反应是水泥基材料形成强度的关键环节，它决定了材料的最终力学特性和耐久性。水化反应、火山灰质反应，本质上是水与水泥熟料间的化学反应，或者火山灰质材料与氢氧化钙的反应，通过这些反应，水泥浆体逐渐硬化并获得所需的强度。为了深入研究上述反应，必须精确掌握在不同养护温度下、不同时间的反应耗水量，即从自由水转化为固相产物中的结合水量。然而，现有的测量技术大多基于标准温度，这往往与实际工程的混凝土温度存在较大差异，因此，其测量结果的实用性受到限制。本发明提出了一种创新的预测方法，它结合了标准温度下化学结合水的测量与成熟度理论的等效龄期方法来预测水泥基材料的化学反应耗水量。这种方法能够更真实地反映不同温度下的水化等反应过程，从而大幅提高测量结果的准确度。通过本发明，可以更精确地了解和控制水泥基材料的反应过程，为建筑行业的质量与安全提供有力保障。特别是在预测实际结构混凝土湿度场时，下列湿度控制方程中，需要确定胶凝材料的反应耗水量：其中m为水含量，ms为反应耗水量。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对工程实际中水泥基材料水化等反应耗水量难以定量评估、无法准确预测湿度场的问题，提出一种基于标准温度化学结合水测量及成熟度理论的等效龄期预测水泥基材料反应耗水量的方法。
2、本发明采用的技术方案：一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，包括以下步骤：
3、步骤一：按照工程实际的混凝土配合比制备胶凝材料样品并在三个温度下养护至多个不同龄期，三个温度包含标准温度；
4、步骤二：将养护后的样品在多个龄期破碎并用无水乙醇终止水化；
5、步骤三：取出终止水化后的样品在烘箱中烘干其中的无水乙醇与表面水备用；
6、步骤四：测量三个温度条件下多个龄期的单位质量化学结合水作为反应耗水量，即液态自由水转化为固相产物中的结合水量；
7、步骤五：依据多个龄期反应耗水量与最大耗水量的关系，将不同温度和龄期的耗水量代入拟合出胶凝材料的活化能、指前因子与最大耗水量；
8、步骤六：依据标准温度下不同龄期耗水量与最大耗水量的比值计算标准温度下的反应程度与龄期的关系，并拟合出标准温度下龄期与反应耗水量的关系；
9、步骤七：采用等效龄期方法将任一温度下的反应龄期等效为标准温度下的龄期；
10、步骤八：将步骤七中换算的等效龄期代入步骤六中，计算出任一温度、任一龄期的反应耗水量。
11、作为优选，所述步骤一所述的标准温度为20℃。
12、作为优选，所述步骤一所述的不同龄期为1d、3d、7d与28d。
13、作为优选，所述步骤二所述的终止水化时间为24h。
14、作为优选，所述步骤三所述的样品烘干温度为60℃，烘干时间为24h。
15、作为优选，所选步骤四所述的化学结合水的测量通过热重仪或马弗炉；反应耗水量计算公式为：ms(t)＝m1(t)-m2(t)
16、其中，ms(t)为某一龄期t时的耗水量；m1(t)为样品在105℃烘干后的质量；m2(t)为样品在950℃烘干后的质量。
17、作为优选，所选步骤五所述的耗水量与最大耗水量的关系为：
18、
19、其中，msmax为完全反应水泥基材料中单位质量的化学结合水最大值；ms(t,t)在温度t和时间t时的反应耗水量；ea为胶凝材料的活化能；a为指前因子；t为温度；t为测试时的龄期，t0为水化反应开始时的龄期；r取8.314j/(mol·k)。
20、作为优选，所选步骤五所述将不同温度和龄期的耗水量代入拟合出胶凝材料的活化能、指前因子与最大耗水量，其拟合方法为非线性最小二乘法，拟合精度大于0.9。
21、作为优选，所选步骤六所述的依据标准温度下不同龄期耗水量与最大耗水量的比值计算标准温度下的反应程度与龄期的关系，关系式为：
22、其中，α(t)为水化程度；ms(t)为某龄期单位质量某一龄期t的反应耗水；msmax为单位质量水泥基材料完全反应的化学结合水最大值。
23、作为优选，所选步骤七所述的采用等效龄期方法将任一温度下的水化时间等效为标准条件下的龄期，其计算公式为：
24、其中，te为等效龄期；t为平均温度；ea为胶凝材料活化能；t为龄期；r取8.314j/(mol·k)；δt为水化反应的时间。
25、本发明的有益效果：本发明通过测量获得标准温度下胶凝材料的龄期与反应耗水量的关系，再基于等效龄期方法换算出特定温度下的某一龄期的反应耗水质量。本发明基于水泥水化和火山灰反应耗水机理，提出测量标准温度单位质量水泥等胶凝材料的反应耗水量并基于等效龄期方法预测非标准温度、不同龄期的反应耗水量，是水泥基材料定量计算胶凝材料反应耗水的新思路，对于实际工程混凝土不同位置温度不同、反应程度不同，从而反应消耗水量不同，有利于提高湿度场预测的准确性。
1.一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所述步骤一所述的标准温度为20℃。
3.根据权利要求2所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所述步骤一所述的不同龄期为1d、3d、7d与28d。
4.根据权利要求3所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所述步骤二所述的终止水化时间为24h。
5.根据权利要求4所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所述步骤三所述的样品烘干温度为60℃，烘干时间为24h。
6.根据权利要求5所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所选步骤四所述的化学结合水的测量通过热重仪或马弗炉；反应耗水量计算公式为：ms(t)＝m1(t)-m2(t)
7.根据权利要求6所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所选步骤五所述的耗水量与最大耗水量的关系为：
8.根据权利要求7所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所选步骤五所述将不同温度和龄期的耗水量代入拟合出胶凝材料的活化能、指前因子与最大耗水量，其拟合方法为非线性最小二乘法，拟合精度大于0.9。
9.根据权利要求8所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所选步骤六所述的依据标准温度下不同龄期耗水量与最大耗水量的比值计算标准温度下的反应程度与龄期的关系，关系式为：
10.根据权利要求9所述的一种预测水泥基材料反应耗水量的方法，其特征在于：所选步骤七所述的采用等效龄期方法将任一温度下的水化时间等效为标准条件下的龄期，其计算公式为：
