高温养护条件下矿渣对现代水泥基材料水化放热性能影响研究开题报告

 2021-08-08 22:20:55

1. 研究目的与意义

我国是世界上水泥和混凝土的生产和消费最多的国家,2012年我国水泥熟料产量12.79亿t,水泥产量21084亿t,使用混凝土超过60亿m3。随着水泥和混凝土技术的发展,尤其是近年来水泥混凝土高性化及建筑材料领域环保节能减排技术的发展,生产和应用高强高性能水泥基材料已成为共识。我国《建材工业十二五发展规划》提出,要大力发展高标号水泥和高强高性能混凝土,《建筑业发展十二五规划》明确指出C60以上混凝土的比例要占10%以上,这两个规划均明确提出鼓励综合利用矿渣、粉煤灰、煤矸石、副产石膏、尾矿等大宗工业废弃物,扩大资源综合利用范围和固体废弃物利用总量,作为一种大宗工业固体废弃物,矿渣应用于水泥基材料,符合建筑材料行业走高质量、低消耗、高效率、环保节能的可持续发展道路,并具有良好的经济和社会环境效益。

2. 国内外研究现状分析

kolania等选取水化热为461j/g活化能为58kj/kg 矿渣为原料,分别用30%、50%、70%的矿渣替代水泥,在两个恒定温度 20℃、40℃下进行测试评估各组分的活化能、氢氧化钙含量、结合水、自由水和水化热来研究矿渣混合水泥的水化作用。实验表明,随着矿渣含量由0增加到70%,氢氧化钙终含量由5.5%减少到0.8%,当矿渣为70%时氢氧化钙最少为0.8%,而温度对氢氧化钙早期含量影响较大。[1]

矿渣超细粉能优化混凝土孔结构,提高抗渗性能,减少体系内 ca(oh)2,提高抗硫酸盐腐蚀能力,使混凝土耐久性得到较高改善。张明涛等以80%超细高炉矿渣粉为原料,添加20% ca(oh)2并加1% ca(ch3coo)2等辅助材料的条件下制备出一种不需煅烧的无熟料水泥。该水泥强度达国标42.5级水泥要求,其主要水化产物为c-s-h 凝胶和水化碳铝酸钙。

刘文永等在研究矿渣颗粒级配对矿渣水泥性能的影响时,得出下列结论:

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3. 研究的基本内容与计划

本项目则利用等温量热法。采用量热法时只需对样品进行简单预处理,有时甚至不需要进行任何预处理;量热法可用于分析固体、液体和气体样品,当样品中产生热量时,等温量热计便会测量热流。将样品置于安瓿瓶中,安瓿瓶与热流传感器接触,而热流传感器又与散热片接触。只要反应过程中有产生热量或消耗热量,传感器上就会产生一个温度梯度,形成电压,由此可测得电压值。此电压与传感器中的热流以及安瓿瓶中样品的反应速率成正比。量热计会连续、实时地记录信号。每种样品都有一个参比样,参比样置于平行式热流传感器上。在监控热流的过程中,传入仪器的任何温度波动都将对样品传感器和参比传感器产生同等影响。采用这种架构可以非常准确地测定样品自身的热效应,而其他非样品造成的热扰动均会被有效排除。水泥的水化过程与温度相关,其作用机理非常复杂。通过多温度受控研究可获得各条件下的固化曲线,帮助深入了解多种化学反应及其各自的温度相关性。

4. 研究创新点

本项目使用tamair等温量热仪。

通过监控化学程序、物理程序和生物程序的热活性或热流,可以得到其他技术所不能提供的信息。

等温量热法是一种研究热量变化的强大技术,不会对样品造成任何损坏或侵害。

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