氧化铜掺杂对高铁低钙水泥熟料固化氯离子能力探究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

一、目的及意义

钢筋混凝土结构是目前建筑中使用的最多的一种结构,它结合了钢筋与混凝土的优点,工艺简单,造价较低,是土木工程建设的首选形式。钢筋混凝土结构在海洋中也有着广泛的应用,由于海洋环境复杂,海水中含有大量cl-、so42-等阴离子,会侵蚀混凝土,降低混凝土的耐久性,对混凝土结构造成破坏,甚至使其丧失使用价值。因此,增强海洋环境下混凝土耐久性成为当今一项重要课题。

钢筋混凝土结构通常由水泥、颗粒状骨料和钢筋构成。其中水泥熟料中主要含有c3s、c2s、c3a和c4af四种矿相,它们在水泥水化的不同时期发挥不同的作用。铁相作为主要强度矿物之一,它既发挥了较高的最终强度,而且具有早强特征。高铁低钙水泥(c4af≥18%、c3s≤50)具有较高的早期强度,可以弥补普通硅酸盐水泥在海洋环境下早期强度不足、抗冲磨能力差等短板。

除早期强度不足,钢筋锈蚀也是混凝土结构破坏的主要因素。引起钢筋锈蚀的主要因素有混凝土的碳化、氯离子引起钢筋去钝化以及酸性介质引起的钢筋腐蚀。而氯离子去钝化引起的钢筋腐蚀最为严重和普遍,它使钢筋混凝土结构破坏、耐久性下降,给社会带来巨大的经济损失。

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2. 研究的基本内容与方案

三、研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

1、基本内容

实验分为共分为6组。在烧制水泥熟料时分为三组,其中氧化铜含量分别为0wt%、0.2wt%和0.5wt%。烧制水泥熟料后,每组分成两份,一份加2wt%石膏,一份不加石膏。之后将六组水泥按水胶比0.3加水水化,分别测其水化热、水化程度、强度以及固化氯离子能力。

2、测试手段

水化热:7d;

抗压强度:3d、7d、28d;

水化程度:3d、7d、28d;

固化Cl-能力:分别用水化3天、28天水化产物浸泡氯化钠溶液28天,Cl-浓度设置四种,分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L和1.0mol/L;

同时分别对部分浸泡的样品进行SEM等微观分析。

3、目标

测定氧化铜掺杂对高铁低钙水泥强度、水化程度、水化热和固化氯离子能力的影响,探讨氧化铜掺杂对水泥固化氯离子能力的影响机理。

3、实验方法

实验所用原料均为分析纯化学试剂CaCO3,SiO2,Al2O3,Fe2O3和CuO,熟料矿物的设计组成如 REF _Ref2240443 h * MERGEFORMAT 表 1所示。CuO在生料配置过程中掺入,掺入比例为0wt%、0.2wt%和0.5wt%。原料配比如 REF _Ref2073268 h * MERGEFORMAT 表 2所示。称量好的原料经球磨机混合均匀,在40MPa的压力下压制成规格为10 QUOTE

表 SEQ 表 *ARABIC 1 熟料设计矿相组成

C3S (%)

C2S (%)

C2A (%)

C4AF (%)

48

28

4

20

表 SEQ 表 *ARABIC 2 原料配比

sample

CaCO3(g)

SiO2(g)

Al2O3(g)

Fe2O3(g)

SUM

CuO(wt%)

1

385.383

74.034

18.860

21.724

1000

0

2

385.383

74.034

18.860

21.724

1000

0.2

3

385.383

74.034

18.860

21.724

1000

0.5


表 SEQ 表 *ARABIC 3水泥熟料烧成制度

温度范围 /℃

升温速率 /℃/min

升温/保温时间 /min

0~200

5

40

200~900

10

70

900~900

0

60

900~1200

10

30

1200~1400

5

40

1400~1400

0

180

样品取出后在空气中急冷,每组分成两份,一份加入2wt%石膏。然后将六组试样粉末至全部通过孔径为0.075mm的方孔筛,筛余量小于5%。粉磨后按水灰比0.3加入去离子水混合搅拌,经捣实后制成规格为20 QUOTE 20mm的试块,在标准养护条件下养护(20±2℃,RH≥95%)。

养护期间分别取水化3天、7天、28天试样测量强度及其水化程度;测量熟料7天水化热;再将测量3天、28天强度后的水化产物分别浸泡氯化钠溶液28天,Cl-浓度设置四种,分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L和1.0mol/L。浸泡期间,对部分浸泡的试样做SEM分析,对浸泡的溶液做Cl-滴定,以测量其固化氯离子能力。

3. 研究计划与安排

四、进度安排

l 第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

l 第4-12周:进行实验与相关测试,对测试结果进行分析。

l 第13-14周:根据各种资料,完成论文修改与编写。

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4. 参考文献(12篇以上)

五、阅读的参考文献

[1] Ю.М.Бутт,苏联水泥化学及工艺学会议论文集(中译本),1961(64).

[2] 冯修吉,朱玉锋. 发挥c4af的强度及其新型早强高铁水泥的研究[j]. 硅酸盐学报, 1984(1):34-49.

[3] 冯修吉,阎培渝. 高铁水泥熟料的穆斯堡尔研究; 武汉建筑材料工业学院, 1985.

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