本發(fā)明屬于材料科學(xué)與工程，特別是涉及一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法。

背景技術(shù)：

1、地聚物前體材料反應(yīng)活性預(yù)測對(duì)于制備高性能地聚物具有重要意義。目前地聚物前體材料種類多，成分復(fù)雜，反應(yīng)活性預(yù)測困難。傳統(tǒng)測試前體材料的活性指數(shù)需要28天或者7天的養(yǎng)護(hù)，根據(jù)強(qiáng)度比值法測試耗時(shí)耗力，歷時(shí)長、效率低；傳統(tǒng)方法是通過單一材料+水泥+水制備漿液，只能逐個(gè)評(píng)估單一材料的反應(yīng)活性，不能直接反映地聚物材料在實(shí)際應(yīng)用中的性能；同時(shí)，傳統(tǒng)測試方法中，由于測試環(huán)境與實(shí)際地聚物材料的反應(yīng)環(huán)境即堿性環(huán)境存在較大差異，導(dǎo)致測試結(jié)果的誤差較大；

2、因此，亟需一種簡單有效的預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性，以解決目前地聚物材料成分復(fù)雜導(dǎo)致的反應(yīng)活性預(yù)測困難的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的地聚物前體材料反應(yīng)活性預(yù)測耗時(shí)耗力、不適用于所有環(huán)境、誤差大的問題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，

3、一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，包括以下步驟：

4、s1：將不同配比的地聚物前體材料a稱重，與naoh溶液混合并密封；

5、s2：將s1的混合溶液置于加熱裝置中，加熱并攪拌，反應(yīng)完成得到復(fù)合溶液；

6、s3：將復(fù)合溶液進(jìn)行抽濾；將抽濾得到的濾渣干燥后稱重；

7、s4：測定s3抽濾得到的濾液中的離子濃度；

8、s5：使用s1地聚物前體材料a的質(zhì)量與s3的濾渣質(zhì)量計(jì)算a的溶解率；

9、s6：測試s1的地聚物前體材料a的實(shí)際活性指數(shù)；

10、s7：使用s5的溶解率與s4的離子濃度獲取地聚物前體材料a的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算公式；

11、s8：求解s6的實(shí)際活性指數(shù)與s7的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算公式，得到前體材料a的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算模型。

12、進(jìn)一步的，所述s1中，

13、地聚物前體材料a，質(zhì)量為m0；naoh溶液的濃度為1~3mol/l；地聚物前體材料a與naoh溶液的質(zhì)量份數(shù)比為1：30~1：40。

14、進(jìn)一步的，所述s2中，

15、溫度為：40~65℃；攪拌速度為：800~2000?r/min；攪拌時(shí)間為：40~60min。

16、進(jìn)一步的，所述s3包括：

17、使用真空抽濾裝置將復(fù)合溶液進(jìn)行抽濾，將抽濾后的濾液置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)溫度下保存；

18、將抽濾得到的固體濾渣進(jìn)行洗滌干燥后稱重，質(zhì)量為m1。

19、進(jìn)一步的，所述s4包括：

20、在24h內(nèi)測定濾液中的si、al、ca離子濃度。

21、進(jìn)一步的，所述s5包括：

22、a的溶解率的計(jì)算公式為：

23、。

24、進(jìn)一步的，所述s6包括：

25、利用強(qiáng)度比值法測試前體材料a實(shí)際活性指數(shù)，

26、將前體材料a與水泥混合制備混凝土，并測試其28天強(qiáng)度；同時(shí)，使用純水泥制備混凝土，測試其28d強(qiáng)度，前體材料a的實(shí)際活性指數(shù)gai計(jì)算公式如下：

27、。

28、進(jìn)一步的，所述s7包括：

29、計(jì)算前體材料a的硅活化指數(shù) sai和鋁活化指數(shù) aai，計(jì)算公式為：

30、；

31、其中，為si離子濃度，為ca離子濃度，為al離子濃度，為前體材料a的溶解率；

32、計(jì)算前體材料a的預(yù)測活性指數(shù)，計(jì)算公式為：

33、；

34、其中，與數(shù)值相等，為硅活化指數(shù)的活性貢獻(xiàn)系數(shù)，為鋁活化指數(shù)的活性貢獻(xiàn)系數(shù)。

35、進(jìn)一步的，所述s8包括：

36、根據(jù)s6得到的 、s7的計(jì)算公式，通過規(guī)劃求解得到、，獲取前體材料a的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算模型。

37、本發(fā)明的有益效果是

38、1，傳統(tǒng)測試前體材料的活性指數(shù)需要28d或者7d的養(yǎng)護(hù)，根據(jù)強(qiáng)度比值法進(jìn)行測試，歷時(shí)長、效率低。而本發(fā)明提出的反應(yīng)活性預(yù)測方法根據(jù)離子濃度比值和溶解率建立與活性指數(shù)的函數(shù)關(guān)系，達(dá)到快速預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的目的，具有快捷方便的優(yōu)點(diǎn)。

39、2，傳統(tǒng)方法是通過單一材料+水泥+水制備漿液，測試混凝土強(qiáng)度，由于測試環(huán)境與實(shí)際地聚物材料的反應(yīng)環(huán)境存在較大差異，導(dǎo)致測試結(jié)果的誤差較大；本發(fā)明方法是獲取前體材料在堿溶液中的離子濃度和溶解率，這更符合地聚物堿激發(fā)反應(yīng)中的堿環(huán)境。

40、3，地聚物前體材料有很多種，它們之間可以復(fù)合使用，不同的質(zhì)量配比導(dǎo)致它們的活性指數(shù)也不同，傳統(tǒng)方法只能逐個(gè)評(píng)估單一材料的反應(yīng)活性，不能直接反映地聚物材料在實(shí)際應(yīng)用中的性能；本發(fā)明通過前體材料活性指數(shù)預(yù)測模型，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意一種或者多種前體材料在任意配比下的活性指數(shù)預(yù)測，為制備高性能地聚物選擇前體材料提供依據(jù)。

41、4.本發(fā)明可根據(jù)溶出特性計(jì)算活性指數(shù)，根據(jù)活性指數(shù)大小確定前體材料最佳配合比，與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法相比更加快捷。

技術(shù)特征：

1.一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s1中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s2中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s3包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s4包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s5包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s6包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s7包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，其特征在于，所述s8包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種預(yù)測地聚物前體材料反應(yīng)活性的方法，包括以下步驟：S1：將地聚物前體材料A稱重，與NaOH溶液混合；S2：將S1的混合溶液加熱并攪拌，反應(yīng)完成得到復(fù)合溶液；S3：將復(fù)合溶液抽濾；將抽濾得到的濾渣干燥后稱重；S4：測定S3抽濾得到的濾液中的離子濃度；S5：使用A的質(zhì)量與濾渣質(zhì)量計(jì)算A的溶解率；S6：測試地聚物前體材料A的實(shí)際活性指數(shù)；S7：使用溶解率與離子濃度獲取A的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算公式；S8：求解S6的實(shí)際活性指數(shù)與S7的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算公式，得到A的預(yù)測活性指數(shù)的計(jì)算模型。以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的地聚物前體材料反應(yīng)活性預(yù)測耗時(shí)耗力、不適用于所有環(huán)境、誤差大的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：張軍輝,王華磊,劉科,尚樺雨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長沙理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2