【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿色环保道路材料，涉及一种碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，尤其涉及一种复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法。
技术介绍
1、随着全球对可持续发展和环境保护的日益重视，传统建筑材料如硅酸盐水泥的生产和使用面临着资源消耗大、碳排放高及废弃物处理难等问题。因此，开发新型环保、高性能的建筑材料成为研究热点。碱激发材料，作为一种新兴的绿色建筑材料，因其制备成本低、强度高、耐久性好等优点，逐渐受到学术界和工业界的广泛关注。碱激发材料主要由硅铝酸盐矿物和碱激发剂两部分组成。硅铝酸盐矿物通常来源于工业废渣，如矿渣、粉煤灰、偏高岭土、硅灰、钢渣等，这些废渣不仅来源广泛，而且能够有效实现固体废弃物的资源化利用。碱激发剂则主要包括苛性碱(如naoh)、含碱硅酸盐、铝酸盐等，它们通过催化作用促进硅铝酸盐矿物的水化反应。
2、碱激发材料的反应机理主要涉及碱激发剂对硅铝酸盐矿物表面sio2和al2o3的溶解作用。在碱激发剂的作用下，原料表面的si-o-si键和al-o-al键断裂，形成正硅酸和铝硅酸等中间产物，这些产物进一步在液相中扩散并发生缩聚反应，形成具有空间网络结构的地聚物凝胶。随着反应时间的延长，地聚物凝胶可能进一步形成类沸石的微晶体或半晶体结构，从而赋予材料高强度和耐久性。碱激发材料的水化产物主要包括水化硅铝酸盐凝胶(c-a-s-h)和铝硅酸盐凝胶等。这些凝胶由多个[sio4]和[alo4]四面体通过桥氧连接而成，形成复杂的空间网络结构。其中，c-s-h凝胶、交联凝胶(c-n-a-s-h)、富钙碱活化
3、目前用于评价胶凝材料水化产物微结构的主要技术手段有扫描电子显微镜-能量色散x射线光谱仪(sem-eds)、透射电子显微镜(tem)、x射线衍射(xrd)、红外光谱(ftir)、低场核磁共振(lnmr)、纳米压痕、热重分析(tga)、压汞法(mip)等。但这些手段有以下优缺点：扫描电子显微镜(sem)主要用于高分辨率微区形貌分析，能够提供放大的形貌像，适用于分析固废胶凝材料水化产物的表面微观结构，其优点在于直观、分辨率高，但缺点是无法观察材料内部的微观结构。透射电子显微镜(tem)则能够观察样品的内部微观结构，包括水化产物的形态、分布等，比sem具有更深的穿透力，能够揭示小于0.2微米的细微结构，即亚显微结构和超微结构，其优点在于能够提供更全面的结构信息，但缺点是制样过程相对复杂，容易导致实验数据存在误差，一般不推荐使用。x射线衍射(xrd)主要用于分析材料的晶体结构，可以确定水化产物的化学组成和晶体结构，其优点在于分析精度高，能够提供定量的化学成分信息，但缺点是对于非晶态物质的分析效果较差。红外光谱(ftir)则用于分析材料的化学键和官能团，可以推断出水化产物的化学结构，其优点在于对化学环境的变化敏感，能够提供丰富的化学结构信息，但缺点是无法直接提供形貌和结构信息。低场核磁共振(lnmr)能清晰观察氢原子结构和动态变化，提高高分辨率图像，但缺点是相对于高场核磁，信噪比和分辨率可能略低，再加上某些特定的研究需要更高场强的核磁设备，这些都有可能会影响观察和分析的准确性。纳米压痕被认为是一种测量胶凝材料纳米/微观力学性能的有效技术，用于测量胶凝材料的纳米级硬度和弹性模量，揭示材料在再微观尺度下的力学性能，但这种技术需要专业的设备和操作技术。热重分析(tga)用于评估胶凝材料的热稳定性，研究其在不同温度下的质量变化，从而分析材料的热分解特性和组分，但对于某些复杂材料，该手段的分析结果可能不够准确。压汞法(mip)用于测定胶凝材料的孔隙结构和孔径分布，了解材料的致密程度和渗透性能，这对于优化胶凝材料的制备工艺和性能具有重要意义，如控制胶凝材料的孔隙结构以提高其强度和耐久性，但此技术对样品有破坏性，且操作过程相对复杂。
4、固废胶凝材料在建筑材料中的应用现状广泛，尤其在路面基层材料中展现出巨大潜力，但仍存在微结构研究不透彻的问题。固废胶凝材料，作为一种以工业固废为原料的新型胶凝材料，正逐渐成为建筑材料行业的焦点。它不仅实现了资源的循环利用，还展现出了卓越的性能和更大的应用潜力。在土建工程、道路工程等领域，固废胶凝材料配制的基层和混凝土能够满足各强度等级要求，并显著提高中低强度等级混凝土的抗腐蚀、抗裂等性能。然而，作为路面基层材料，固废胶凝材料的微结构研究尚不透彻，这影响了其性能的进一步优化和应用范围的扩大。因此，加强固废胶凝材料微结构的研究，对于推动其在路面基层材料中的应用具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种可提高评价质量和评价速度的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法包括以下步骤：
4、1)制备复合固废基碱激发胶凝试件；
5、2)对步骤1)制备得到的复合固废基碱激发胶凝试件进行养护；
6、3)对经过步骤2)后的复合固废基碱激发胶凝试件分别进行sem-eds检测、纳米压痕检测、ftir检测以及mip检测，同时得到检测结果，所述检测结果包括sem-eds检测结果、纳米压痕检测结果、ftir检测结果以及mip检测结果；
7、4)选取步骤3)所得到的检测结果中任意两种检测结果进行交叉对照分析，最终对复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构进行多角度且全方位的评价。
8、优选地，所述步骤1)复合固废基碱激发胶凝试件包括前驱体以及碱激发剂；所述复合固废基碱激发胶凝试件中的碱激发材料为电石渣；在制备复合固废基碱激发胶凝试件时用硅酸钠或者氢氧化钠固体替代电石渣质量的5％、10％、15％和20％；所述碱激发剂的模数和掺量是根据碱激发剂与前驱体混合后养护28天抗压强度最大的原则进行选择；所述前驱体是赤泥、粉煤灰和/或循环流化床粉煤灰；复合固废基碱激发胶凝的水胶比根据静压成型的方法测得最佳含水率计算所得。
9、优选地，所述步骤2)中养护时间为28天，所述养护温度是20℃±1℃，所述养护相对湿度为95％。
10、优选地，所述步骤3)中进行sem-eds检测的具体实现方式是：
11、a.1)对经过步骤2)后的复合固废基碱激发胶凝试件在加载速率为0.6mpa/s的条件下，使用matest 3000kn压缩试验机测定复合固废基碱激发胶凝试件的无侧向抗压强度，获取无侧向抗压强度结果以及经无侧向抗压强度破坏后部分复合固废基碱激发胶凝试件；
12、a.2)将步骤a.1)所得到的部分复合固废基碱激发胶凝试件浸入无水乙醇中停止本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤1）复合固废基碱激发胶凝试件包括前驱体以及碱激发剂；所述复合固废基碱激发胶凝试件中的碱激发材料为电石渣；在制备复合固废基碱激发胶凝试件时用硅酸钠或者氢氧化钠固体替代电石渣质量的5%、10%、15%和20%；所述碱激发剂的模数和掺量是根据碱激发剂与前驱体混合后养护28天抗压强度最大的原则进行选择；所述前驱体是赤泥、粉煤灰和/或循环流化床粉煤灰；复合固废基碱激发胶凝的水胶比根据静压成型的方法测得最佳含水率计算所得。
3.根据权利要求2所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤2）中养护时间为28天，所述养护温度是20℃±1℃，所述养护相对湿度为95%。
4.根据权利要求1或2或3所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进行SEM-EDS检测的具体
5.根据权利要求1或2或3所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进行纳米压痕检测的具体实现方式是：
6.根据权利要求5所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤b.6）中，所述加载的速率不大于400μN/s，最大加载量不超过2000μN/s，在达到最大加载量后，加载时间是2s；所述卸载过程不超过5s。
7.根据权利要求1或2或3所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进行FTIR检测的具体实现方式是：
8.根据权利要求7所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤c.2）中MS残留物的制备方式是：将步骤c.1）得到的试件样品溶解于MS溶液中，使用磁力搅拌器搅拌混合物，并真空过滤悬浮液，用甲醇洗涤不溶性残留物，干燥后称重，得到MS残留物；所述MS溶液是将水杨酸按固液比6.25g：100ml溶于甲醇所形成的溶液；
9.根据权利要求8所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤进行FTIR检测的具体实现方式在步骤c.3）之后，还包括：
10.根据权利要求4所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进行MIP检测的具体实现方式是：
...【技术特征摘要】
1.一种复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤1）复合固废基碱激发胶凝试件包括前驱体以及碱激发剂；所述复合固废基碱激发胶凝试件中的碱激发材料为电石渣；在制备复合固废基碱激发胶凝试件时用硅酸钠或者氢氧化钠固体替代电石渣质量的5%、10%、15%和20%；所述碱激发剂的模数和掺量是根据碱激发剂与前驱体混合后养护28天抗压强度最大的原则进行选择；所述前驱体是赤泥、粉煤灰和/或循环流化床粉煤灰；复合固废基碱激发胶凝的水胶比根据静压成型的方法测得最佳含水率计算所得。
3.根据权利要求2所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤2）中养护时间为28天，所述养护温度是20℃±1℃，所述养护相对湿度为95%。
4.根据权利要求1或2或3所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进行sem-eds检测的具体实现方式是：
5.根据权利要求1或2或3所述的复合固废基碱激发胶凝材料水化产物微观结构评价方法，其特征在于：所述步骤3）中进...
【专利技术属性】
技术研发人员：张翛，常晓辉，兰雪江，史佳玉，林龙腾，石佳瑶，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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