脱水相粒度对其循环活化性能的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.选题背景及研究目的与意义

1.1课题研究背景

自改革开放以来，我国城市化进程加快，带动了建筑行业在我国的飞速发展，大量新兴建筑出现在城市中，但大规模的建筑施工也遗留下大量的建筑垃圾，不仅污染市容环境，同时也造成建筑资源的巨大浪费。目前在我国, 每年混凝土废弃物的排放量就超过一亿吨, 这些废弃混凝土在过去大多得不到较好的回收利用, 同时还需要大量的场地来处理这些建筑垃圾^[1]，大部分建筑垃圾直接露天存放，对生态环境造成了巨大破坏。数据显示，中国现有建筑垃圾的堆放和填埋对地下水和土壤污染造成巨大危害，直接带来的经济损失达到两百亿元左右^[2]。我国目前仍处于城市化全面发展的阶段，城市建设还要持续很长一段时间。水泥作为高能耗行业，同时还产生大量建筑垃圾，在资源匮乏的今天，将建筑垃圾直接丢弃是对资源的极大浪费。这与我们建设节约型社会，走可持续发展的道路是相悖的。相对于用石灰石等原料制造水泥，用水泥混凝土废料经活化热处理制备胶凝材料耗能更少，可以节约大量化石燃料。因此，对水泥混凝土废料循环利用是十分必要的。

水泥水化产物中的主要成分是水化硅酸钙（c-s-h凝胶），其对水泥胶凝能力起决定性作用。c-s-h的组成结构是非常复杂多样的^[3]，早在1952年j. d. bernal^[4]就对c-s-h进行了研究，j. d. bernal认为c-s-h属于无定形态类，不同条件和环境下会以连续的序列形成不同的结构和组成，而并不是单相的物质，同时也不是几种相的混合物。欧阳世翕通过研究人工合成的c-s-h凝胶发现，c-s-h凝胶在一定温度条件下脱水处理可以得到具有再水化活性的脱水相^[5]。脱水相的早期水化程度发展很快，1d、3d、7d、28d水化程度分别达到60%、68%、75%和90%^[6]，远大于水泥同期水化程度。这是由于脱水相遇水快速反应，其中含大量脱水c-s-h，其处于亚稳态，遇水后c-s-h中的硅酸根阴离子相互聚合，搭接成网状，形成c-s-h，其反应速度远快于水泥水化形成c-s-h。我国学者对脱水相水化产物和脱水相再水化过程进行了研究^[7]，发现在400-800℃温度区间内c-s-h脱水相呈无定形态，再次水化时重新出现胶凝性能^[8]。武汉理工大学水中和等^[9-11]对废弃水泥浆体的循环利用进行了研究，在不同温度下对废弃水泥浆体进行定热活化处理，发现在600℃时，脱水相的水化活性较好，水化产物的抗压强度较高。因此，研究600℃左右高温活化处理的脱水相，对本次试验具有指导意义。

2. 研究的基本内容与方案

2．研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 基本内容

研究内容：从脱水相水化过程、水化产物性能两方面入手，开展脱水相粒度对其循环活化性能的影响研究。通过宏观和微观测试进行相应的表征，确定脱水相水化过程中流变性能、水化热与脱水相粒度的关系。确定脱水相粒度对水化产物力学性能和形貌结构的影响。主要研究内容包括以下几方面：

材料制备：以p.o42.5普通硅酸盐水泥为原料，制备水泥净浆。将硬化的水泥净浆试块破碎、研磨，经过不同孔径筛子进行筛分，将不同粒度原料分别进行高温活化后，制备实验所需一次脱水相；一次脱水相水化成型产物经过宏观和微观性能测试后，将经过测试后的净浆试块再次破碎、研磨、筛分和高温活化后作为原料制备实验所需二次脱水相。

3. 研究计划与安排

3．进度安排

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。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－12周：按照设计方案，准备原料，进行脱水相一次循环和二次循环，完成水化热、流变性、ph和力学性能测试。

第12－13周：采用xrd、sem、tg-dsc等技术对水化产物的物相、显微结构、元素组成进行分析。

4. 参考文献（12篇以上）

4．阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）

[1] 艾红梅,魏璟璟.废弃混凝土再利用新技术—再生水泥[j].中国商品混凝土可持续发展论坛暨第六届全国商品混凝土技术与管理交流大会论文集,2009:1

[2]杨敬帅,马晓霞. 建筑垃圾的再生利用研究[j]. 现代商贸工业, 2009,(13): 304-305.

[3]周崇松.水化硅酸钙（c-s-h）分子结构与力学性能的理论研究[d].武汉大学博士论文.2012.