提高矿粉、粉煤灰激发时效的研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

矿渣粉 (以下简称矿粉) 是将水淬粒化高炉矿渣经过粉磨后达到规定细度的一种粉体材料, 因为其成分中含有85% 以上的cao 、sio2 和 al2o3 ,与水泥熟料的成分十分相似,是理想的水泥替代品,其具有潜在活性,是绿色环保、价格低廉的建筑材料,完全适合用作水泥掺和物[1~3]。粉煤灰是从烧煤粉的锅炉烟气中收集的粉状灰粒,其化学组成与硅酸盐水泥熟料的化学组成也极其相似 , 它们均属于cao-sio2-al2o3 系统。最初, 粉煤灰等工业废渣只是被当作节省水泥、降低成本的一种措施, 在很长时间内人们对其应用都持一种消极的态度, 甚至认为矿物掺合料的掺入是以牺牲混凝土性能为代价的。直到20世纪70年代, 能源危机、环境污染以及资源枯竭问题的出现, 才又强烈激发人们对粉煤灰、矿渣等工业废渣进行再利用的研究, 为工业废渣用作水泥混凝土掺合料开辟了新篇章。矿物掺合料因具有较好的填充效应、活性效应和微集料效应, 其掺入可改善混凝土微结构, 提高混凝土抗渗透性能及各项耐久性[4]。

对于矿粉、粉煤灰的应用方式, 第一种是与粉磨后的水泥熟料粉混合生产高掺量矿渣水泥或粉煤灰水泥, 第二种是用作混凝土掺合料代替部分水泥[5]。用矿粉、粉煤灰替代水泥,既减少水泥生产所带来的污染,同时也降低了混凝土生产成本。

许多研究指出 [6~8] , 矿物掺合料仅具有潜在水化活性, 生成 c-s-h 凝胶量少, 稀释了水泥石中水化产物的“ 浓度” , 因此掺有矿物掺合料的水泥混凝土强度, 尤其是早期强度总是随掺量的增加有较大的下降。矿渣含氧化铝 (7%~20%) , 氧化铝是使矿渣具有活性和化学安定性的主要成分。氧化铝的含量高, 矿渣的活性大。矿渣玻璃体在水中近乎是惰性的, 要使矿渣呈现胶凝性能, 必须加以激发。粉煤灰自身极少具有胶凝性,但其粉末在有水存在时,能与碱在常温下发生化学反应,生成具有胶凝性的组分。因此,粉煤灰具有潜在的水硬活性,有时称之为火山灰活性[9],这种潜在火山灰活性需经激发才能得以发挥。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

本研究以用矿粉/粉煤灰替代水泥制备净浆试样为目标,试样制备基本流程如下:按配比将矿粉/粉煤灰和水玻璃、水混合,放入水浴锅中搅拌25min,再加入电石渣继续搅拌5min后注入模具,24h后脱模得到试样,通过对试块的强度试验,分析并比较不同激发剂及掺量对矿粉/粉煤灰试样的强度的影响,选取激发效果最佳的激发剂种类及掺量,再研究不同温度对试样性能的影响。

2.2 研究目标

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅国内外相关文献资料,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4-7周:按照制定的实验方案及技术路线,探讨不同激发剂及掺量对矿粉、粉煤灰激发时效的影响。

第8-11周:在碱激发的同时,辅以热激发、超声激发的效果与时效的评价。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]王璐, 张士萍, 顾明光, et al. 矿粉活性激发研究综述[j]. 江苏建材, 2016(4):17-20.

[2]于霖. 碱激发矿渣胶凝材料的制备及其性能研究[d]. 郑州大学, 2010.

[3]john l. provis,susan a. bernal. geopolymers and related alkali-activated materials[j]. annual review of materials research,2014,44.

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