[发明专利]一种预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法

说明书

本发明涉及一种预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法，包括以下步骤：确定硅铝原料中的硅含量和铝含量；将硅铝原料以不同比例混合获得n组混合原料，并计算n组混合原料的原料硅铝摩尔比；将混合原料进行碱热活化处理获得活化物料，并对活化物料中的原料活性硅铝含量进行测试，计算n组混合原料的原料活性硅铝摩尔比；建立原料硅铝摩尔比与原料活性硅铝摩尔比的预测模型；根据线性方程预测硅铝原料在不同比例下的原料活性硅铝摩尔比。本发明提出的预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法，可适用于各种制备地聚合物的原料，操作流程简单，操作方便，经济高效，适用范围广，对原料的碱活化处理以及地聚合物制备过程有巨大的指导价值。

技术领域

本发明涉及地聚合物制备技术领域，尤其涉及一种预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法。

背景技术

地质聚合物是通过在环境温度或接近环境温度下，铝硅酸盐和碱金属化合物之间的反应合成的新型无机聚合物材料，被认为是继石灰和普通硅酸盐水泥之后的第三代水泥。由于具有生产工艺简单、对环境影响小以及优异的力学性能、耐久性能、耐高温性能以及固化重金属离子等性能，作为各种建筑材料，耐火陶瓷，复合材料，固定有毒废物的基质以及许多其他材料的快速新兴材料使用。

偏高岭土等天然的矿物原料作为制备地质聚合物原料被广泛使用。出于环保以及经济效益等方面的考虑，近年来制备地聚合物的原料的研究重点有从纯天然材料转变到废料和副产品(如粉煤灰，冶金渣，采矿废料等)的趋势。

地聚合物形成的过程受到众多的内外参数控制，物料中硅铝组分是影响其结构与性能的一个主要因素。硅铝组分会影响生成的硅铝凝胶产物的种类以及数量，进而影响地聚合物的结构与性能。对于天然的高硅铝活性的偏高岭土来说，具有反应活性的硅铝组分与物料中的硅铝组分区别并不大，然而对于固废原料来说，由于其来源的宽泛导致硅铝原料的非均质性，而且其中的硅铝组分往往反应活性较低，因此，如何预测计算低硅铝活性原料中的活性硅铝比，是后期地聚合物制备以及推广使用中需要解决的一个重要问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法，用以解决现有技术中固废原料成分复杂、活性硅铝组分含量低、将不同固废原料推广制备地聚合物难度大的技术问题。

本发明提供一种预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法，包括以下步骤：

获取至少两种硅铝原料，并确定每一种硅铝原料中的硅含量和铝含量；

将至少两种硅铝原料以不同比例混合获得n组混合原料，并计算n组混合原料的原料硅铝摩尔比，记为M1、M2、M3…Mn；

将混合原料进行碱热活化处理获得活化物料，并对活化物料中的原料活性硅铝含量进行测试，计算n组混合原料的原料活性硅铝摩尔比，记为N1、N2、N3…Nn；

建立原料硅铝摩尔比与原料活性硅铝摩尔比的M-N的预测模型，对M1、M2、M3…Mn和对应的N1、N2、N3…Nn进行线性方程拟合；

根据线性方程预测上述至少两种硅铝原料在不同比例下的原料活性硅铝摩尔比。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的预测碱热活化地聚合物原料活性硅铝比的方法，只需要经过少量的取样测试就能够有效建立原料的活性硅铝比预测模型，可适用于各种制备地聚合物的原料，操作流程简单，操作方便，可省去后续大量测试计算的费用和程序，经济高效，适用范围广；

本发明提出的活性硅铝比预测模型以及对应的线性方程拟合优度高，拟合效果显著，对原料的碱活化处理以及地聚合物制备过程有巨大的指导价值。

附图说明

图1是本发明实施例1原料硅铝摩尔比M与活性硅铝摩尔比N的关系及线性拟合方程；