[发明专利]一种加速沸石类多孔粉末材料吸水速率的方法以及表征方法

说明书

本发明涉及加速沸石类多孔粉末吸水速率的方法和一种简单易行的吸水速率表征手段。所述加速沸石类多孔粉末吸水速率的方法中添加了硅聚醚类表面活性剂。所述多孔粉末吸水饱和表征方法为采用流变仪测定多孔粉末材料加入水中后扭矩随时间的变化，当扭矩出现明显拐点时，则认为多孔粉末材料吸水饱和。本发明提出的添加硅聚醚类表面活性剂可以缩短沸石类多孔粉末材料从开始吸水到饱和的时间，从而提高实际应用效率。本发明提出的多孔粉末吸水饱和表征方法可操作性强、便于标准化、可重复性强，可用于多孔粉末吸液速率及其技术指标检测。

技术领域

本发明属于吸水材料技术领域，涉及一种加速沸石类多孔粉末材料吸水速率的方法和一种简单易行的粉末材料吸水饱和表征方法。

背景技术

多孔粉末因其具有极强的吸附、吸湿和过滤等特性，在工业和生活中有非常广泛的应用。以沸石粉为例，沸石是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然铝硅酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为沸石(瑞典文：zeolit)。沸石含水量与外界温度及水蒸气的压力有关，加热时水分可慢慢逸出，但并不破坏其结晶构造。晶体结构中有许多空腔(笼)和连接空腔的通道，水分子位于其中，可由通道运输。晶体和集合体形态及解理随着晶体结构的不同而异，一般呈浅色，玻璃光泽，硬度3～3.5，比重2.0～2.4。沸石可以吸取和过滤其他物质的分子，常用于吸附剂、干燥剂、催化剂、洗涤剂、污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂等。在水泥基材料领域，沸石粉等多孔粉末材料可以通过预吸水掺入水泥基材料中，使之既能在水泥基材料干燥过程中不断提供水分，降低其自收缩与干燥收缩，又不会造成水泥基材料强度的明显降低。在实际工程应用中，使用沸石粉时，通常将沸石粉与水搅拌后放置3天以上，使沸石粉充分饱水，使用效率低，因此需要加快沸石粉吸水速率并有简单易行的表征方法。目前关于吸水速率的表征方法多采用一定时间内多次称重的方法，适用于尺寸较大固体块状材料。但固体粉末材料不同于块状材料，粉末材料放入水中就不能再拿出，因此现有称重法难以用于快速表征固体粉末材料的吸水速率，需要寻找简单易行的表征方法。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提供了一种加速沸石类多孔粉末吸水速率的添加材料及简单易行的吸水饱和表征方法。

一种加速沸石类多孔粉末材料吸水速率的方法，包括以下步骤：

1)分别称量沸石类多孔粉末材料和水；

2)在水中加入加速吸水材料；

3)将沸石类多孔粉末与水混合并搅拌均匀。

按上述方案，步骤2)中加速吸水材料为硅聚醚类表面活性剂，其使用量为水质量的4％～10％。

进一步地，上述多孔粉末材料的吸水饱和表征方法，依次采用下述步骤：

1)将搅拌均匀的多孔粉末和水以及加速吸水材料置于流变仪测筒中；

2)采用流变仪测量扭矩随时间变化，至扭矩出现明显拐点为止，从而确定吸水速率。

按上述方案，步骤1)中所用水的质量为多孔粉末饱和吸水量的2～3倍，所述多孔粉末饱和吸水量通过等温吸附试验确定。

按上述方案，步骤2)中流变仪测试时桨叶匀速转动，扭矩出现明显拐点时间为多孔粉末材料吸水饱和时间。

与现有技术相比，本发明提供一种能够加速沸石类多孔粉末吸水速率的添加材料及其饱水时刻测定表征方法，添加该材料后使沸石吸水速率明显加快，缩短了沸石类多孔材料吸水饱和时间，提高实际应用中使用效率。所提供的多孔粉末材料吸水饱和表征方法可量化为标准化操作，利用计算机可以准确记录搅拌过程中流变仪扭矩的变化，吸水饱和时扭矩出现明显拐点。测定办法简单直观，可重复性强。为多孔粉末材料吸水速率提供了一种可靠的表征方法。

附图说明