碳化对碱激发矿渣高强混凝土性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

硅酸盐水泥作为混凝土的重要组成部分，是目前应用最广的建筑胶凝材料。随着我国经济的飞速发展，水泥产业规模不断扩大,我国水泥总产量已经连续二十几年居世界第一位^[1]。根据中国水泥网的数据统计，从2008年到2014年上半年，六年半的时间，中国累计生产了127.73亿吨水泥。普通硅酸盐水泥生产分为原料开采、生料制备、煅烧、水泥粉磨及运输五个阶段^[2]。并且硅酸盐水泥的生产不仅消耗大量的矿山资源、燃料及电能，而且还会产生大量的温室效应气体——二氧化碳co2。所以需要一种环境友好的胶凝材料来取代硅酸盐水泥，其中碱激发胶凝材料因其优良的耐久性能和环境协调性受到了关注。碱激发矿渣水泥，又称碱矿渣水泥就是由碱金属化合物和粒化高炉矿渣共同粉磨，或是将磨细矿渣用碱金属化合物的溶液来调制所得的水硬性胶凝材料^[3]。 相对于普通硅酸盐混凝土，碱激发矿渣混凝土具有许多优秀的物理性能和耐久性能，譬如水化热低、高强早强、抗化学侵蚀性能好等，并且还具有显著的经济社会与环保效益，被誉为低碳环保节能“绿色”建材，应用范围广泛，其开发利用符合当代的社会经济可是持续发展战略，所以在近几年备受关注。

碳化是混凝土耐久性研究极其重要的一个内容。混凝土的碳化是指空气中的酸性气体co2与混凝土中液相碱性物质发生反应，使得混凝土碱性下降和混凝土中化学成分改变的中性反应过程。当中性化深度大于混凝土的保护层厚度，就会破坏保护层下钢筋表面的钝化膜，在钝化膜被破坏后，伴随着水和空气的共同作用，钢筋就会出现锈蚀。锈蚀产生的体积膨胀将导致钢筋长度方向出现纵向裂缝，并使保护层剥落，继而使得构件的截面减小、承载能力降低，最终将使结构构件破损或者失效^[4]。

由于二氧化碳在地球上无处不在，包围着整个地球，新浇注的混凝土构件，只要使用一天，从理论上讲便发生了碳化反应。并且据统计，2008年的二氧化平均浓度为394ppm^[5]，预计到2090年浓度将达到1000ppm^[6]。同时，工厂大量排泄的废液废渣也可使地下水中的co2与so2浓度增加。因此，对新型碱激发矿渣混凝土的碳化研究是一个十分有必要的问题。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：将水泥混凝土与碱激发矿渣混凝土试块放在不同浓度的碳酸氢钠溶液中拟碳化，研究不同浓度时的碳化情况、两种混凝土的碳化区别以及碳化后性能的区别。

预期目标：水泥混凝土的抗碳化性能优于碱矿渣混凝土，碳化可以提高水泥混凝土的抗压强度，能减少吸水率；碱矿渣待定。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

（1）比表面积

水泥的比表面积根据gb/t8074—2008《水泥的比表面积测定方法》,经计算取水泥3.0368g，通过比表面积测定仪测定。

4. 参考文献

[1]陈慧娟.碱激发矿渣水泥混凝土的试验研究[j]. 建筑技术开发,1997,(01):20-21.

[2]李建梅,李国栋,蔡超. 中国水泥工业发展现状及未来趋势[j]. 广州化工,2013,41(17):18-19.

[3]夏婧. 碱矿渣混凝土配合比设计研究[d].重庆大学,2013.

5. 计划与进度安排

第一阶段（寒假期间）：2月6日～2月17日

文献检索，完成文献综述，提出初步试验方案。