再生胶凝材料的碳化性能开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

胶凝材料:指通过自身的物理化学作用,由可塑性浆体变为坚硬石状体的过程中,能将散粒或块状材料粘结成为整体的材料,亦称为胶结材料。而在土木工程材料中,其定义较为广泛,指凡是经过一系列物理、化学变化能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料,统称为胶凝材料。硅酸盐水泥是广泛使用的一类无机胶凝材料。通常依靠其熟料矿物C3S\C2S\C3A\C4AF等与水发生水化反应,生成C-S-H凝胶、CH、AFt 和AFm等水化产物,形成胶凝能力。事实上,硅酸盐水泥亦可在H2O存在的情况下与高浓度CO2发生快速碳化反应,生成CaCO3等产物而具备胶凝能力。

国内外学者对硅酸盐水泥熟料矿物及含有类似矿物的工业废渣的快速碳化反应开展了诸多研究工作,得到了很多研究成果。例如:Bukowski将硅酸三钙(C3S)制备的圆柱体砂浆试件置于0.4MPa压力CO2中进行养护,其抗压强度在 3min内就可以达到14MPa; Ghouleh等将钢渣浆体试件在0.15MPa压力下碳化2h,其抗压强度高达80MPa。何永佳等人研究发现,将废弃混凝土处理过程中产生的水泥石粉末煅烧之后得到的脱水相(再生胶凝材料)具有良好的碳化活性,存在用来制备高强碳化制品的巨大潜力。

与此同时,随着大规模的基础设施建设,我国每年产生的废弃混凝土达5000~6000多万吨,预计今后废弃混凝土的发生量仍将逐年增多。目前对这些废弃物的处理方法单一,一般采取弃置或简单填埋的方法,也有人试图将废弃混凝土中的骨料分离出来之后再生利用,或者将其粉碎后用于加固路基等目的。但总体而言,对水泥基固体废弃物的处理仍处于不利用或低层次利用的阶段,造成对资源和能源的巨大浪费,同时破坏了生态环境。

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