CN108398367B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108398367B CN108398367B CN201810136321.2A CN201810136321A CN108398367B CN 108398367 B CN108398367 B CN 108398367B CN 201810136321 A CN201810136321 A CN 201810136321A CN 108398367 B CN108398367 B CN 108398367B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water absorption
- porous powder
- water
- zeolite
- absorption rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 79
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
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。
Description
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
图1为本发明实施例中流变仪扭矩随时间变化图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
称取150g沸石粉和100g水，先将水倒入流变仪测筒中，再称取5g表面活性剂倒入水中，最后将沸石粉倒入测筒中，用搅拌棒快速搅拌5s，再将测筒置于流变仪上，流变仪桨叶以30rpm转速转动，在开始测试后第17min出现扭矩拐点。所述沸石粉的饱和吸水率约为26％。
实施例2
称取150g沸石粉和100g水，先将水倒入流变仪测筒中，再将沸石粉倒入测筒中，用搅拌棒快速搅拌5s，再将测筒置于流变仪上，流变仪桨叶以30rpm转速转动，在开始测试后第25min出现扭矩拐点。
实施例3
称取150g沸石粉，80g水，先将水倒入流变仪测筒中，最后将沸石粉倒入测筒中，用搅拌棒快速搅拌5s，再将测筒置于流变仪上，流变仪桨叶以30rpm转速转动，在开始测试后第25min出现扭矩拐点。
实施例4
称取150g沸石粉，120g水，先将水倒入流变仪测筒中，最后将沸石粉倒入测筒中，用搅拌棒快速搅拌5s，再将测筒置于流变仪上，流变仪桨叶以30rpm转速转动，在开始测试后未出现扭矩拐点。
实施例5
称取150g沸石粉，100g水，先将水倒入流变仪测筒中，最后将沸石粉倒入测筒中，用搅拌棒快速搅拌5s，再将测筒置于流变仪上，流变仪桨叶以60rpm转速转动，在开始测试后在开始测试后第25min出现扭矩拐点。
上述实施例中，实施例1是按本发明提出的方法进行测试，由说明书附图可知：实施例1效果最好；实施例2不添加表面活性剂时沸石粉吸水速率慢；实施例3和4表明采用流变仪表征吸水速率时用水量需在本发明提出的范围内；实施例5表明流变仪桨叶转速不影响表征结果。本发明提出的添加表面活性剂法可明显加速沸石粉吸水速率。在本发明提出的技术方案中，使用流变仪测试出的扭矩表征沸石粉吸水速率，可以简单快速地测出沸石粉从开始吸水到饱水所需要的时间。
上述实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所描述的实施例。基于本发明中的实施例，熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种加速沸石类多孔粉末材料吸水饱和的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
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)流变仪测试时桨叶匀速转动，扭矩出现明显拐点的时间，确定为多孔粉末材料吸水饱和时间，根据所述的吸水饱和时间，确定多孔粉末材料的吸水速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述加速吸水材料为硅聚醚类表面活性剂，其加入量为水质量的4％～10％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810136321.2A CN108398367B (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810136321.2A CN108398367B (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108398367A CN108398367A (zh) | 2018-08-14 |
| CN108398367B true CN108398367B (zh) | 2020-06-30 |
Family
ID=63095563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810136321.2A Active CN108398367B (zh) | 2018-02-09 | 2018-02-09 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108398367B (zh) |
-
2018
- 2018-02-09 CN CN201810136321.2A patent/CN108398367B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108398367A (zh) | 2018-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ma et al. | Effect of water absorption of SAP on the rheological properties of cement-based materials with ultra-low w/b ratio | |
| Sukmak et al. | Factors influencing strength development in clay–fly ash geopolymer | |
| Zhang et al. | Evaluation of relationship between water absorption and durability of concrete materials | |
| Faria et al. | Comparative evaluation of lime mortars for architectural conservation | |
| Zhang et al. | Critical examination of drying damage to cement pastes | |
| Koenig et al. | Main considerations for the determination and evaluation of the acid resistance of cementitious materials | |
| Antoni et al. | The use of borax in deterring flash setting of high calcium fly ash based geopolymer | |
| Issaadi et al. | Moisture characterization of cementitious material properties: Assessment of water vapor sorption isotherm and permeability variation with ages | |
| Sikora et al. | Effect of superabsorbent polymers on workability and hydration process in fly ash cementitious composites | |
| Chen et al. | Microstructural development of hydrating portland cement paste at early ages investigated with non-destructive methods and numerical simulation | |
| Montanari et al. | Accounting for water stored in superabsorbent polymers in increasing the degree of hydration and reducing the shrinkage of internally cured cementitious mixtures | |
| CN109444391B (zh) | 一种硬化水泥浆中高吸水性树脂再膨胀率的测量方法 | |
| Zhang et al. | Analysing the relation between pore structure and permeability of alkali-activated concrete binders | |
| O'Kelly | Undrained shear strength–water content relationship for sewage sludge | |
| Du et al. | Effect of different humidity-controlling modes on microstructure and compressive behavior of ordinary concrete | |
| CN108398367B (zh) | 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 | |
| CN109300511B (zh) | 高吸水树脂内养护水泥浆体早期水化模型构建方法及应用 | |
| Liu et al. | Internal curing of blended cement pastes with ultra‐low water‐to‐cement ratio: absorption/desorption kinetics of superabsorbent polymer | |
| Mohamed et al. | Permeability and tensile strength of concrete with Arabic gum biopolymer | |
| CN105403479A (zh) | 一种测定硬化水泥浆基体结合水和自由水的方法 | |
| Wichmann et al. | Mechanical properties of waterwork sludges—shear strength | |
| Jiang et al. | Study on damage degradation and radon emission from uranium tailing polymer-solidified soil under freeze-thaw cycles | |
| Mustafa et al. | Effect of Arabic gum biopolymer on fresh and hardened concrete properties | |
| Tee | Performance of spent bleaching earth as cement replacement in concrete | |
| Takahashi et al. | Mechanisms for the changes in fluidity and hydration kinetics of grouts after mixing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |