炉渣和花岗岩粉基一体化地聚物制备研究开题报告

全文总字数：3918字

1. 研究目的与意义（文献综述）

对于地聚合物材料，是指硅铝原材料在碱激发剂的作用下形成的一种以硅铝四面体为单元，同时在空间上具有硅-氧-铝三维网状结构的凝胶材料。与传统普通硅酸盐水泥在生产过程中的高碳排放和高能耗相比，地聚合物采用添加负CO₂足迹值的工业废弃物料，且不需要经过通常制造水泥的工艺就可以直接制成凝胶材料，从而具有能耗小、碳排放低、制备方便等优异性。地聚合物还具有良好的工程应用性能，如：抗压抗拉强度、耐酸碱、耐腐蚀、密封性、耐高温性、冻融性能等。因此，其具有极为宽广的应用前景,也是普通硅酸盐水泥材料的最佳替代物之一。

目前，国内外传统的地质聚合物原材料由偏高岭土向高硅铝材料在扩展，如：矿渣、粉煤灰、矿粉、钢渣等工业废渣；以来源广泛的工业固体废弃物为原材料来达到节约资源、减少环境污染的目的。但是传统原料仍旧存在很大的局限性，如偏高岭土、硅灰石等仍属于矿物资源；高岭土、矿渣等原料活性低，尤其是早期活性难激发；粉煤灰、矿粉等的物理化学性质复杂多样。所以，本研究对原料进行改进，采用炉渣和废花岗岩粉制备一体化地聚合物。炉渣含的Ca是地聚合物强度来源之一，花岗岩粉作为填料可以降低孔隙率，提升材料结构的致密性。同时他们都是高硅铝材料，为凝胶结构的形成提供大量游离的Si-O、Al-O活性键。这种原材料资源丰富、价格低廉，同时还具有优异的建筑材料性能。本研究在拓宽了地聚合物的原料和发展了绿色建筑工业的同时，还解决了难利用的废弃物的二次利用问题，减少了对环境的污染和土地资源的浪费；在经济、环保、实用性等方面都具有重要的理论意义和实际意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

(一)利用炉渣及废花岗岩粉制备一体化地聚物，通过测试最终产物的力学强度来探究地聚物制备的影响因素及最佳制备条件：活化制度、原料配比及养护制度，并对其过程进行优化。

(二)设计浸出实验来鉴定炉渣与废花岗岩粉制备得到的地聚物的浸出毒性。

3. 研究计划与安排

2月24号—3月1号收集资料，完成开题报告并上传至教务系统；

3月2号—3月10号试验器材、及研究内容的初步确定；

3月11号—3月15号了解地聚物的研究现状，确定合理的技术路线；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]gediminaskastiukas,shaoqin ruan,shuang liang,xiangming zhou. development of precastgeopolymer concrete via oven and microwave radiation curing with anenvironmental assessment[j]. journal of cleaner production,2020,255.

[2]m.f.kai,l.w. zhang,k.m. liew. carbon nanotube-geopolymer nanocomposites: amolecular dynamics study of the influence of interfacial chemical bonding uponthe structural and mechanical properties[j]. carbon,2020,161.

[3]罗勇鹏,包申旭,张一敏.页岩提钒尾渣基地聚合物一体化制备研究[j].硅酸盐通报,2019,38(02):332-338.