1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

1.引言

过去的100年里，我国的基础工程以惊人的速度发展，尤其是近20年来更加盛况空前，基于我国当前宏观发展的态势，在未来20~30年内基础设施建设必然将持续高涨。在我国，由于城市化需要，改善农民生活水平是当前举国上下关注的重大问题，有效措施之一就是将一部分农民迁移到城市，为此必需修建相应的住宅、商业用房、学校、通讯、交通和医疗、运动等基础设施，水泥混凝土用量必将大增。如此，混凝土的耐久性问题就显得尤为重要。其中，混凝土材料的收缩是引起其开裂的主要原因之一，严重影响混凝土的耐久性能，甚至危害建筑工程的安全性。在做好基础混凝土温度控制的同时， 选择适宜品种的膨胀剂，可以很有效地控制混凝土的变形，减少收缩开裂的问题，提高混凝土的结构耐久性能和建筑物的质量。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一 课题提出与意义

水泥浆体的收缩开裂是影响其耐久性的重要因素。矿物外加剂和化学外加剂大幅度提高了高性能混凝土的施工性能和物理力学性能,成为其中不可或缺的两个必要组分;但另一方面,由于这两个组分加入到水泥浆体中,使得其变形开裂的影响因素更加复杂。若能从根本上研究清楚两者对水泥石乃至混凝土的干燥收缩影响规律及其机理,提出解决混凝土收缩开裂的技术措施,对混凝土干燥收缩开裂问题达到标本兼治具有重要的科学理论价值和工程实践意义。

本论文着眼于碳化条件(如CO2浓度、环境温度、湿度等)对MgO碳化速率的影响及不同条件下的碳化处理对MgO水化活性、膨胀性能的影响的研究，使膨胀材料可在混凝土浇筑后的材龄2日~7日赋予混凝土以大的膨胀，混凝土的初始的压缩强度高，贮藏稳定性优异。

二 实验方法

2.1本课题要研究或解决的问题

活性氧化镁(MgO)生态水泥是一种新型的低碳胶凝材料，主要由活性MgO、固体废弃物及少量水泥等组分组成，经碳化反应后产生胶凝性能。因此，活性MgO生态水泥是一种能够吸收固化CO₂的胶凝材料，在CO₂固化储存、固体废弃物利用及水泥制品领域具有巨大的应用前景。碳化反应速率是影响生态水泥性能发展的关键，受反应温度、CO₂温度和浓度等影响，但是，这些条件对生态水泥碳化后的氧化镁活性，膨胀特性尚不明确。本课题拟研究不同碳化条件下，MgO碳化速率的快慢及不同条件下的碳化处理对MgO水化活性、膨胀性能的影响。

2.2采用的研究手段

本实验主要研究不同碳化条件(如CO2浓度、环境温度、湿度等)下， MgO碳化速率的快慢及不同条件下的碳化处理对MgO水化活性、膨胀性能的影响，观察掺有碳化MgO的水泥浆体的体积变形规律，以寻找出最好的碳化条件，赋予水泥浆体在前期膨胀小，而在后期以大的膨胀，使水泥浆体的初始的压缩强度高，贮藏稳定性优异。

2.2.1实验部分(分为两部分：1、氧化镁活性测试 2、氧化镁膨胀特性测试)

1）原材料

水泥：XX公司生产的普通硅酸盐水泥熟料；

二氧化碳气体；

固体废弃物；

活性氧化镁；

自来水。

2）实验仪器及方法

实验仪器：自制氧化镁生态水泥碳化反应釜、电子天平、二氧化碳气罐、温度计等

（一）研究经碳化处理的氧化镁的水化活性

实验方法：

按照表1的配比称取水泥、活性氧化镁和固体废弃物的量放入反应釜中混合均匀。使用动力学分析法测定氧化镁活性。

以柠檬酸为中和酸的方法为：称取1. 7gMgO 倒入烧杯中,，加入200mL蒸馏水和5滴酚酞指示剂，用集热式磁力搅拌器搅拌，用变压器控制搅拌速度恒定，用移液管加入一定量的柠檬酸溶液，在松开移液管的同时开始计时，计下从加入酸后至酚酞变红所需的时间。此时间即用来表征氧化镁的活性。时间越长，活性越差，水化反应越慢。

（二）研究碳化处理后氧化镁的膨胀特性

实验方法：

按照表1的配比称取水泥、活性氧化镁和固体废弃物的量放入反应釜中混合均匀。在特定的二氧化碳分压浓度和温度下养护，设计对照实验。

1、在环境湿度不同情况下，设定反应釜内分压，使得通入二氧化碳浓度不同，在20度、40度两种不同温度下养护，每隔相同的一定时间测量水泥浆体长度，得以观察其体积变化规律。

2、设定反应釜内分压，使得通入二氧化碳浓度一定，在20度、40度两种不同温度下养护，每隔相同的一定时间测量水泥浆体长度，得以观察其体积变化规律。

3、将所得数据填入表格，根据观察结果，找出最为合理的环境湿度、环境温度及二氧化碳浓度，以寻找出最好的碳化条件，赋予水泥浆体在前期膨胀小，而在后期以大的膨胀，使水泥浆体的初始的压缩强度高，贮藏稳定性优异。

配合比及碳化条件

表1 氧化镁生态水泥的配合比及相应的碳化条件