[发明专利]一种预测晶体在吸湿作用下的聚结率和聚结强度的方法

权利要求书

1.一种预测晶体在吸湿作用下的聚结率和聚结强度的方法，其特征在于：

(1)基于离散元方法(DEM,discrete element method)模拟晶体粒子堆积过程，将颗粒参数：颗粒直径、不规则颗粒直径、数量、密度、张量、分组、孔隙比、接触属性和边界参数：墙体尺寸、随机参数、墙体与颗粒之间的接触属性输入离散元程序，预测考虑晶体形状和粒度分布特征的晶体粒子群的随机接触状态；

(2)测定晶体粒子聚结的最小晶桥直径；

(3)测定晶体粒子与水的接触角；

(4)测定晶体粒子的毛细冷凝点和潮解点；

(5)设定吸湿环境的循环湿度，测定单次循环的总吸湿量；

(6)根据Kelvin公式、接触角、单次循环的总吸湿量、晶体粒子群的随机接触状态，计算两个晶体之间的单次循环的吸湿量，根据晶体溶解度进而得到两个晶体之间的单次循环的晶桥生成量，结合最小晶桥尺寸，预测晶体粒子群随时间和湿度循环过程的聚结率和聚结强度的变化情况。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(1)中，利用粒度粒形分析仪对实际晶体的粒度分布和形貌特征进行分析，对粒度分布进行分段简化处理，对形貌特征采用长径比、球形度的特征进行简化处理，便于离散元模型的参数输入和后期处理，选用球形晶体粒子时，将颗粒参数：颗粒直径、数量、密度、分组、孔隙比、接触属性和边界参数：墙体尺寸、随机参数、墙体与颗粒之间的接触属性输入离散元程序，选用立方体晶体粒子时，将立方颗粒参数：不规则颗粒直径、数量、密度、张量、孔隙比、接触属性和边界参数：墙体尺寸、随机参数、墙体与颗粒之间的接触属性输入离散元程序，从而离散元模拟软件可模拟该粒度、形状特征的晶体粒子群的随机堆积接触情况。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(2)中，利用统计方法，在足够量的晶体聚结显微镜图像中测定晶桥直径，最小值即为最小晶桥直径；或利用机械力学方法测定晶桥强度，测定最小晶桥强度对应的晶桥直径即为最小晶桥直径。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(3)中，利用毛细管上升法、薄板法或压片法，测定晶体样品与水之间的接触角。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(4)中，利用动态蒸气吸附设备，表征该晶体在不同温度、湿度下的吸湿量，具体做法为：取一定质量的样品，设定环境温度恒定、湿度由0缓慢增至100％，在线测定样品在该变化环境下的吸湿量，根据吸湿量随湿度变化的突变点确定晶体的毛细冷凝点和潮解点。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(5)中，利用动态蒸气吸附设备，根据设定的吸湿环境的循环湿度，测定单次循环的总吸湿量；设定吸湿环境的循环湿度的方法是：根据晶体所在的实际环境，测定其实际环境下一周期的湿度最大和最小值，作为一个循环周期的湿度设定值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是在步骤(6)中，根据堆积模拟图像，分析接触点的分布情况，进而根据Kelvin公式，结合单次湿度循环的吸湿总量数据，得到每个接触点的单次循环后的含水量；根据湿度循环时间推算晶桥尺寸，根据最小晶桥直径判断每个接触点是否形成晶桥，以及定性比较出聚结强度，统计所有接触点的晶桥含量，进而得出聚结率和聚结强度。