碱矿渣水泥的性能优化开题报告

1. 研究目的与意义

课题研究背景及现状

作为当代应用范围最广、用量最大的土木工程材料,水泥混凝土应用技术水平对社会经济可持续发展有重要影响,怎样降低水泥工业对环境、能源和资源的负面影响,已成为当今社会关注的重要问题。具有生产工艺简单能耗低、投资省、生产过程排放的温室气体少、有效利用工业副产品的优良综合性能的碱矿渣水泥,因其高强、快硬、抗冻、抗蚀、低水化热等优良应用性能而被广泛关注。

碱矿渣水泥是用碱金属化学物作碱组分去激发矿渣而得到的一种水硬性胶凝材料。碱矿渣水泥体系是1957年乌克兰基辅建筑学院维.德.格卢霍夫斯基教授等人在前人氢氧化钠稀溶液或石灰和钠盐混合物激发粒化高炉矿渣来制作混凝土的基础上，用高浓度（20～25%）的苛性碱或碱金属非硅酸盐和低模数硅酸盐来活化矿渣粉，成功的研制出水硬性的400～1000号的碱矿渣胶结料，到了1959年他们进一步研究证明这种水泥与硅酸盐水泥一样，既能在水中标准和自然条件下硬化，也能在蒸汽养护处理条件下硬化。当时他们称之为“土壤水泥”，随后，他们对这种水泥从水化机理、水泥石结构到各种预制建筑构件和现浇筑建筑物的物理力学性能，从原材料的品种、成份、材料配比到混凝土的拌制方法和硬化条件，从生产工艺、能耗和成本到它的经济和社会效益进行系统和深入的研究。研究表明，碱矿渣水泥的抗压强度能达到40～120mpa，甚至达到150mpa；作为原料的矿渣可以粒化高炉矿渣，也可以利用其它多种工业废渣；作为激发剂的碱组份可以用成品碱，也可以用一些工业副产品或含碱废料；碱矿渣水泥的生产能耗大大低于硅酸盐水泥，其耐久性指标远高于硅酸盐水泥。

2. 研究内容和预期目标

碱矿渣水泥性能优化的研究主要内容如下：

对矿粉、粉煤灰和偏高岭土进行预处理，再以矿粉为基础材料掺入粉煤灰和偏高岭土进行二元，三元复配，以水玻璃为碱激发剂，其原始模数是3.2，sio2浓度为27.92%，na2o浓度为9%，通过加入naoh调整其模数，本实验采用1.2模数和6%na2o当量，选用缓凝剂、减水剂和乳胶粉对碱矿渣水泥进行性能优化，测出其凝结时间、抗压强度等性能，结合xrd手段，探讨各因素的作用机理。

具体内容是：

3. 研究的方法与步骤

3.1原材料的基本物理、化学性质的测定

物相分析：用x射线衍射(xrd)对原材料中的矿粉、粉煤灰和偏高岭土进行物相分析，分析其矿物组成。

比表面积的测定：用勃氏法测定矿粉、粉煤灰和偏高岭土的比表面积。

4. 参考文献

[1]朱晓丽，刘臻，丛丽娜.碱矿渣水泥应用的可行性研究[j].中国资源综合利用，2004（10）：27～29.

[2]王聪.碱激发胶凝材料的性能研究[d].哈尔滨工业大学，2006.

[3]张俊，丛钢，杨长辉.偏高岭土对碱矿渣水泥砂浆干缩性能的影响[j].混凝土，2010，（10)：1-3.

5. 计划与进度安排

第一阶段（第1~3周）：2月22日~3月13日

第1～2周：收集课题相关文献资料，撰写文献综述；

第3周：拟定研究方案，准备各种原材料和实验试剂；