碳酸盐激发胶凝材料制备与性能提升开题报告

全文总字数：4236字

1. 研究目的与意义（文献综述）

碱激发胶凝材料是近年来发展迅速的一类以硅铝质玻璃体工业废渣为前驱体、不含水泥熟料(clinker-free cement)的新型胶凝材料，其主要原理是采用化学激发手段，利用碱性溶液提高硅铝质玻璃体表面的溶蚀速率，提升工业废渣反应效率，促进生成具有胶凝能力的水化反应产物c-a-s-h凝胶或n-a-s-h凝胶。其中，硅铝质玻璃体工业废渣为富含硅、铝、钙等工业原材料经高温、淬冷等工艺后形成的具有潜在胶凝性能工业副产品（如高炉矿渣、粉煤灰、磷渣等），因而碱激发胶凝材料又被广泛称为低碳胶凝材料，是建材行业循环经济与可持续发展的前沿研究热点。

采用可溶性碳酸盐作为化学激发剂制备低碳胶凝材料具有操作安全、环境影响小和造价低等优势，是低碳胶凝材料发展的重要研究方向。研究表明使用碳酸盐作为激发剂制备的低碳胶凝材料在力学性能、耐久性等方面呈现出显著应用前景，能够满足绝大多数实际工程的服役性能需求。但同时也发现该材料存在凝结时间过长、早期强度发展较慢等缺点，制约了其在实际工程中的应用范围。

无定形碳酸钙是一种亚稳定的碳酸钙,在水中具有相对较大的溶解度,在一定的条件下,它将转化成为结晶的碳酸钙。相对于结晶态的碳酸钙,无定形碳酸钙具有各向同性和可塑性的特点,容易被塑造成生物所需要的各种形状,然后转化为相应形状的结晶碳酸钙,这和自然界中所观测到的千姿百态的生物矿物对应。过去的研究认为,虽然无定形相首先在溶液中沉积,但是会很快地往稳定的结晶相转变。但越来越多的实验结果显示,无定形碳酸钙在碳酸钙体系的生物矿化过程中起着更为重要的作用,比如无定形态直接参与了矿化过程中晶体形态的构建、排列和取向的调控。也正因为如此,无定形碳酸钙的研究受到越来越多的重视。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本课题为碳酸盐激发胶凝材料制备与性能提升，需要有大量的文献分析。在充分阅读有关文献后，分析矿渣胶凝材料的研究现状，总结无定形碳酸钙和镁钙碳酸盐胶凝材料的合成、结构、表征。结合课程的学习和前期参加实验的经历，参考文献中的实验方法，对本课题相关的实验方法和测试机理进行总结。基于前期有关碳酸盐激发胶凝材料研究积累，对其进行分析总结，通过文献结果的对比论证前期研究的合理性。通过研究，进一步了解镁离子对碳酸盐激发胶凝材料的意义，对本课题的研究前景和展望进行深一步的讨论。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备，并完成开题报告。

第4－6周：查阅并翻译相关文献，深入分析矿渣胶凝材料的研究现状，总结无定形碳酸钙和镁钙碳酸盐胶凝材料的合成、结构、表征等，完成文献综述。

第7－12周：基于材料学科的课程学习和学生前期参加实验的经历，对实验方法的学习和测试机理的认知，完成对研究涉及到的原材料和测试方法的总结。

4. 参考文献（12篇以上）

1. provis, j. l. geopolymers and otheralkali activated materials: why, how, and what? [j]. mater. struct,2013, 47:11–25.

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