聚合铝改性大掺量矿渣硅酸盐水泥耐久性制备与性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1. 目的与意义

水泥是国民经济的重要支柱产业,中国水泥工业由于经济发展的需要,近二十年总产量呈现出快速增长态势。城市化进程与经济的快速发展离不开水泥工业的贡献,但同时也带来了不可忽视的环境问题。水泥行业因其产量巨大而成为能耗和大气污染的重点控制对象。水泥生产造成的碳排放量占全球的3%-5%,是世界第二大二氧化碳排放源[1]。传统意义上,波特兰水泥是使用天然材料生产制造的(白垩或石灰石等钙质岩以及类粘土或页岩等泥质岩)。原材料在窑中以1450°c的温度加热,形成熟料。孰料经过冷却、研磨并与石膏混合来调节凝固环境。在燃烧过程中,石灰石和窑的燃料燃烧会产生co2。据估计,每吨水泥会排放700kg-800kg的二氧化碳[2]

随着波特兰水泥需求的增加,原材料越来越难以获取。事实上,在1970年世界年水泥产量约为5亿吨,而中国1994年的水泥产量仅为4亿吨,当时是全世界的产量已经达到了10亿吨。2016年,据估计中国的水泥产量高达24亿吨,全世界总产量为42亿吨[3]

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2. 研究的基本内容与方案

1.1. 基本内容

(1) 文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

(2) 原材料的物理化学分析,聚合铝在不同碱溶液环境下的状态;

(3) 聚合铝改性矿渣硅酸盐水泥的水化反应、力学性能和微观结构表征;

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3. 研究计划与安排

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。

第4-6周:按照设计方案,完成原材料物理化学性质表征和在模拟孔溶液环境下聚合铝(keggin-al13)水解产物分析,并进行试验配合比设计。

第7-12周:进行集中试验,制备测试试样,熟悉相关测试规范/国家标准,依据相应的规范在开展耐久性性能测试并进行微观结构表征,分析聚合铝的掺入对材料耐久性和微结构的影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

  1. 何捷.中国水泥工业大气污染物排放现状、核查和监管趋势[j].中国水泥,2014(06):65-67.
  2. 林宗寿.水泥工艺学[m].武汉:武汉理工大学出版社,2012
  3. 2016年全国水泥产量24亿吨 同比增长2.5%[j].水泥工程,2017(01):50.
  4. 何永佳.水泥基固体废弃物的再生资源化研究[d].武汉:武汉理工大学,2006.
  5. 杨媛媛,黄春文,王夏.固体废弃物在自流平砂浆中的应用[j].福建建材,2018(10):36-38.
  6. alonso c,fernandez l.dehydration and rehydrationprocesses of cement paste exposed to high temperature environments[j].journal of materialsscience,2004,39( 9) :3015-3024.
  7. andr a,de brito j,rosa a,et al.durability performance of concrete incorporating coarse aggregatesfrom marble industry waste[j].journal of cleanerproduction,2014,65: 389-396.
  8. evangelista l,de brito j.mechanical behaviour of concretemade with fine recycled concrete aggregates[j].cement andconcrete composites,2007,29( 5) :397-401.
  9. ulla-maija m p e,laine-ylijoki j.life-cycle impacts of the use ofindustrial by-products in road and earth construction[j].waste management,2001,21( 3) :271-277.
  10. 潘国耀,毛若卿,袁坚.低温型水化硅酸钙脱水相及其特性[j].武汉工业大学报,1997,19( 3) : 22-24
  11. provis j l,paloma a,shi c.advances in understanding alkali-activated materials[j].cement and concrete research,2015,78: 110-125.
  12. shui z,yu r,dong j.activation offly ash with dehydrated cement paste[j].acimaterials journal,2011,108(108) : 204-208.
  13. mukharjee b b,barai s v.influence of incorporation of nano-silicaand recycled aggregates on compressive strength and microstructure of concrete[j].construction and building materials,2014,71:570-578.
  14. 王奕仁,王栋民,翟梦怡,李小龙.聚合铝对锂渣-水泥复合胶凝材料水化硬化特性的影响[j].矿业科学学报,2019(01):86-94.
  15. ]陈伟,田健,郭东,彭自强,李秋,李博.聚合铝改性再生胶凝材料力学性质与微结构[j].硅酸盐通报,2017,36(09):3094-3098 3104.
  16. kim t. the effectsof polyaluminum chloride on the mechanical and microstructural properties ofalkali-activated slag cement paste[j].cement andconcrete composites,2019,96:46-54.

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