石粉和偏高岭土复合对水泥性能的影响开题报告

1. 研究目的与意义

混凝土是土木工程中应用最广泛的材料，且用量较大，而混凝土中的水泥在生产过程中会消耗大量的资源且对环境造成一定的污染。随着全球工业发展迅速，低碳环保逐渐成为近些年来全球发展的重点，尤其是在以发展中国家大规模进行基础建设的背景下，混凝土行业的低碳化也是目前研究发展的重点。大量研究得知使用辅助性胶凝材料（scms）一方面可以改善混凝土的各方面性能，另一方面有很好的经济效应和环保效应。开发和应用包括天然矿物在内的scms也一直是目前混凝土领域研究的热点。

以方解石和文石存在于自然界中的石灰石，其主要成分为碳酸钙(caco₃)。关于石灰石对于水泥性能的影响已经有了大量的研究和实践，早期认为石灰石粉在水泥中主要起到填充作用并且促进了水泥水化，但随着研究的深入进展，发现石灰石颗粒可以与水泥中的铝相（c₃a,c₄af）发生反应，生成水化碳铝酸钙，增加水化产物的体积，同时还可以稳定钙矾石，抑制其向单硫型硫铝酸钙转变，从而改善浆体孔结构。

白云石的晶体结构与方解石类似，是石灰石的伴生产物，其主要成分为碳酸镁钙（camg(co₃)₂），近些年来关于用白云石粉代替水泥作为胶凝材料的研究也是一个热点。白云石会与水泥孔溶液中的碱发生去白云石化反应，生成碳酸钙和氢氧化镁，其对水泥的微观结构、浆体组成和其他性能都有一定的影响。有研究表明，在不同温度下白云石粉与水泥浆体反应生成物不同，40℃下白云石粉与石灰石粉类似参加反应生成单碳铝酸钙(mc)，但在60℃下两种石粉体系均未生成单碳铝酸钙，而是生成单硫型硫铝酸钙(afm)，白云石粉体系中随着龄期的增长afm逐渐消失，生成类似水滑石（ht）的产物。

2. 研究内容和预期目标

1研究内容

本文以石灰石粉与偏高岭土复合体系作为参照，主要针对白云石粉和偏高岭土复合体系在不同温度下对水泥性能产生的影响，系统的分析了白云石粉和偏高岭土复合体系的力学性能，水化性能、干燥收缩及其作用机制，具体内容如下

（1）原材料的基本物性分析：包括石灰石粉、白云石粉和偏高岭土的化学组成和矿物成分等；

3. 研究的方法与步骤

分别用白云石粉或石灰石粉以及白云石粉或石灰石粉和偏高岭土复掺按不同质量比复合取代水泥，白云石粉或石灰石粉的取代量为30%；白云石粉或石灰石粉与偏高岭土复合质量比分别为5:1、2:1、1:1和1:2，复合取代水泥质量均为30%。

1 原材料物性分析

采用激光粒度仪测定水泥、石灰石粉、白云石粉和偏高岭土的粒度分布。

4. 参考文献

[1] maciej zajac, sigrun kjaer bremseth, martyn whitehead, mohsen ben haha. effect of camg(co₃)₂on hydrate assemblages and mechanical properties of hydrate cement pastes at 40℃ and 60℃[j]. cement and concrete research2014(65):21-29.

[2]alisa machner, maciej zajac, mohsen ben haha, knut o. kjellsen,mette r. geiker,klaartje de weerdt. limitations of the hydrotalcite formation in portland composite cement pastes containing dolomite and metakaolin[j]. cement and concrete research2018:1-17.

[3] 徐江涛, 卢都友, 张少华,凌康, 许仲梓. 40℃和60℃养护时含白云石微粉砂浆的强度和水化产物[j].硅酸盐学报,2014, 44(11):1588-1594.

5. 计划与进度安排

第一阶段：2月24日～3月15日

文献检索，完成外文文献的翻译，熟悉并理解课题内容；

第二阶段：3月15日～4月1日