偏高岭土对水泥基材料体积的影响开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

混凝土作为世界上大量使用的建筑材料之一,在土木工程行业中得到了广泛的应用服役环境温度、湿度的变化导致混凝土的中水分含量的变化,外界气体和液体等跟混凝土内部物质发生的化学反应都会导致混凝土的体积发生变化,混凝土的体积变形在达到一定临界值的时候,混凝土就有发生开裂的危险,不仅影响外观,严重的还会影响其性能和耐久程度,对生命财产安全造成破坏。在一般情况下，能够产生这种危险体积变形的就是混凝土的各种收缩，包括混凝土的化学收缩、塑性收缩、温度收缩、干燥收缩、自收缩和碳化收缩

工程经验表明,在混凝土的硬化过程中,产生适度膨胀是减少甚至消除混凝土干缩和冷缩裂缝的最有效的途径,。混凝土膨胀剂的功能是使硬化后的混凝土产生一定的体积膨胀,减免混凝土硬化早期产生的收缩裂缝。通过添加某些膨胀特性的物质在混凝土内部生成许多膨胀结晶水化产物而产生适度的膨胀来补偿其在硬化过程中所产生的收缩,减少混凝土的开裂,增加混凝土的密实性,从而提高混凝土的抗裂防渗性能。拌制膨胀混凝土主要有两种方法：一种是通过使用膨胀水泥替代普通水泥制成；第二种是拌制普通混凝土时,可以直接加入膨胀剂制成膨胀混凝土。我国混凝土膨胀剂的应用广泛,但从可控膨胀和化学稳定性而言,主要分为硫铝酸盐系膨胀剂、石灰系膨胀剂、氧化镁膨胀剂、复合型膨胀剂等。

高岭土是一种结合牢固的层状结构物，主要成分为 sio₂和 al₂o₃，高岭土在煅烧过程中会逐步失去水分，当温度高于 500 ℃ 时就会脱去部分氢氧根离子，高岭土的层状结构因脱水会破坏形成结晶度很差的过渡相-偏高岭土。偏高岭土（al₂o₃.2sio₂,as₂），白度高、质软，易分散于水中，具有良好的可塑性、良好的抗酸性、优异的耐火性以及低离子交换量等特点，近些年来,国内外对偏高岭土做了较多的研究, 可以将偏高岭土用作混凝土掺合料，活性矿物细掺合料的加入，生成了较多的凝胶物质，偏高岭土在混凝土中的作用机理类似于硅灰，水化产物交织成致密的网状结构，凝胶产物填充于晶体骨架之间，使混凝土的强度相应提高,其在混凝土中的具体用途有制备高性能、高强和轻质混凝土、粉饰水泥、修复材料、纤维水泥等。偏高岭土掺入混凝土中，具有微粉填充效应，超细微粉末效应和加速水化等效果，发生一系列物理化学变化，能够提高混凝土密实度，降低混凝土孔径，提高混凝土的强度、抗化学侵蚀能力,降低混凝土的渗透性等,具有良好的开发应用前景。偏高岭土通过配置生成钙矾石膨胀源，可以制备具有改善混凝土体积稳定性的高活性矿物掺合料。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：设计不同环境下，不同水灰比、不同掺量的偏高岭土和无水硫酸钙取代部分水泥的实验，测试其体积变化以及力学强度，并通过xrd、sem等微观测试对比分析偏高岭土对水泥基材料的体积稳定性以及机械性能的影响机理，主要研究内容包括以下几方面：

1)实验方案设计

分别设计偏高岭土按0，5%，7.5%，10%等掺量取代水泥，并将不同掺量偏高岭土与5%无水硫酸钙复配取代水泥、水灰比按0.3、0.4、0.5成型砂浆试样，并通过加入不同掺量的聚羧酸减水剂以保证各配比的流动度控制在185±5mm。

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅相关文献资料，熟悉实验仪器设备，完成开题报告和英文文献翻译。

4-11周：开展并完成大部分试验和相关测试。

12-15周：完成实验，处理并分析实验数据，撰写毕业论文，准备答辩事宜。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 袁润章.《胶凝材料学》[m].武汉：武汉理工大学出版社，1996.

[2] 刘数华.《混凝土辅助胶凝材料》[m].中国建材工业出版社，2010.

[3] 混凝土，西德尼·明德斯等主编，化学工业出版社，2005.