煅烧高岭土尾矿对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响及机理研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

混凝土是应用非常广泛的建筑材料,而混凝土的制造离不开消耗大量的水泥,在水泥生产的过程中,会产生大量的二氧化碳,排放到大气中,成为加剧温室效应的重要因素之一。使用水泥替代材料(包括粉煤灰、粒化高炉矿渣和硅灰等)替代部分水泥以减少水泥用量,可以有效缓解环境压力。近年来,火山灰质材料被广泛使用,就是因为火山灰质材料能够明显地降低碳排放、降低混凝土成本以及混凝土水化放热。还有研究表明掺加火山灰活性材料的混凝土耐久性往往优于纯水泥混凝土且长期强度也不会有较大削弱,这为活性替代材料在混凝土中的应用奠定了良好基础。高岭土是一种重要的非金属矿,广泛用于陶瓷、造纸、耐火材料、石油化工、农业和国防等领域。高岭土在开采和水洗精选过程产生了大量的高岭土尾矿,尾矿大量堆存不但占用土地,而且造成了环境问题和安全隐患,研究高岭土尾矿的资源化利用对高岭土矿业的可持续发展具有重要的意义。前期研究表明,高岭土尾矿经过700~800度煅烧后,具有较高的火山灰活性,可作为水泥混合材用于水泥生产。研究煅烧高岭土尾矿对水泥砂浆性能的影响,并且通过xrd、sem、dta/dsc、水化热等等对其机理进行研究,为煅烧高岭土尾矿在水泥、混凝土中的应用提供理论依据。

随着国民经济的发展,民用、工业、基础设施等工程建设步伐逐步加快,建筑技术不断发展,建筑物所需要适应的环境也越来越复杂,如在海洋环境下以及盐碱地带的钢筋混凝土建筑物,会受到渗漏溶蚀、冻融剥蚀、冲磨和空蚀、碳化和钢筋锈蚀、环境介质侵蚀及碱集料反应等各种腐蚀作用。研究表明,钢筋腐蚀是混凝土结构耐久性降低甚至破坏的首要原因,而氯离子则是导致钢筋锈蚀的主要因素之一。因此,本文对掺煅烧高岭土尾矿粉末制备的水泥砂浆的抗氯离子渗透性能进行了测试,并研究了不同掺比下的抗氯离子渗透性能的对比。

氯离子在混凝土中以三种形式存在:第一,与水泥矿物铝酸三钙直接反应生成低氯型氯铝酸钙,即friedel盐,简称f盐,这种方式被称为氯离子的化学结合;第二,被水泥水化产物csh凝胶吸附,这种方式被称为氯离子的物理吸附;第三,以游离态存在于混凝土的孔溶液中,只有当游离氯离子浓度超过临界值时,才会引发钢筋锈蚀。因此,为了更深入地探究机理,本文还对孔隙率、水泥净浆固化氯离子量、水溶性氯离子浓度进行了测定。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:高岭土尾矿经过700~800度煅烧后,具有较高的火山灰活性,可作为水泥混合材用于水泥砂浆制备。

材料表征:化学成分、xrd、激光粒度分析、比表面积等。

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3. 研究计划与安排

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

4-6周:煅烧高岭土尾矿的基本物理和化学性质。

7-12周:煅烧高岭土尾矿对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 莫宗云,高小建.偏高岭土改性混凝土的耐久性研究进展[j].材料导报,2017,31(15):115-119 125.

[2] 孔赟,胡胜雄,张可可,韩金龙.偏高岭土对混凝土抗氯离子渗透性能的影响及机理研究[j].中国建筑防水,2015(24):7-10

[3] 庞荣丽.偏高岭土基改性剂改善混凝土抗侵蚀性的实验研究[j].新型建筑材料,2015,42(05):15-17 28.

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