低掺量改性粉煤灰与蒸养制度对高铁低钙水泥基材料性能的影响研究开题报告

全文总字数：3493字

1. 研究目的与意义（文献综述）

有害离子在混凝土中是以水、气体为介质侵蚀的，因此若能这对水、气体具有良好的抵抗性，理论来说能够提高混凝土的抗侵蚀能力。粉煤灰作为水泥混凝土中常用的矿物掺合料，表面有-si-oh结构，而油酸是一种分子结构中含有双键的不饱和脂肪酸，一端为-cooh（亲水基团），一端为-ch3（疏水基团）。通过球磨的方法使粉煤灰表面-si-oh与油酸的-cooh基团发生反应，在粉煤灰表面修饰油酸分子，可赋予粉煤灰憎水性能，利用粉煤灰在水泥砂浆中的均匀分散达到改善水泥基体抗渗的目的。掺入适当掺量的油酸改性粉煤灰，使用有助于提高水泥混凝土抗侵蚀能力的高铁低钙水泥作为胶凝材料，本研究设计多种改性方式及养护方式，探究了其强度随龄期的发展规律与抗氯离子侵蚀速率并通过sem研究分析油酸改性粉煤灰对水泥砂浆性能的影响机理。本研究工作对推动有机物改性混凝土以及混凝土抗渗研究具有一定的意义。

周庆刚等人研究结果表明，利用有机物赋予水泥混凝土材料良好的憎水性能够改善混凝土耐久性能。油酸是一种分子结构中含有双键的不饱和脂肪酸，一端为-cooh（亲水基团），一端为-ch3（疏水基团）。而粉煤灰作为水泥混凝土中常用的矿物掺合料，表面有-si-oh结构，因此利用油酸与粉煤灰反应赋予粉煤灰憎水性能的同时，不改变粉煤灰的表面活性，制备的水泥混凝土理论上能改善混凝土抗渗性能。peng liu表明：降低c3a，提高c4af有助于提高水泥混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能。何智海研究表明，粉煤灰明显降低了混凝土的孔隙率，显著提高了混凝土抗氯离子渗透性能，蒸养条件下的混凝土各项孔隙率均大于相对应的标养条件下混凝土的孔隙率。彭波研究表明，提高蒸养温度会增加高强混凝土水化产物的粗短纤维状晶体数量而提高早强，但易增加未水化颗粒周围的屏蔽膜，影响混凝土后期强度的增长，且温度的升高会对蒸养高强混凝土的抗氯离子渗透性能产生不利的影响。本实验所用的高铁低钙水泥（c4af≥18%；c3s≤50%）的铁相含量高，抗侵蚀能力与抗冲磨能力都较普通水泥有所提升。

为了适应海洋恶劣环境，需要进一步提升抗海水侵蚀能力，因此将油酸改性粉煤灰与高铁低钙水泥进行复合，设计多种改性方式及蒸养制度，研究了油酸改性粉煤灰对水泥砂浆性能与抗氯离子侵蚀能力的影响机理。由于油酸掺量过高，高铁低钙水泥砂浆的强度会大幅度降低，同时其抗渗性能也无较大改善，因此本实验主要研究低掺量油酸改性粉煤灰与蒸养制度对高铁低钙水泥基材料性能的影响。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：采用球磨的方法制备改性粉煤灰颗粒，以油酸为表面改性剂，制备油酸改性的粉煤灰，并用其为外加剂以设计的比例替代胶凝材料制备高铁低钙水泥砂浆。

材料表征：通过sem、红外光谱测试等方法对油酸改性的粉煤灰的物理性质、微观结构及元素构成进行分析和表征，对油酸改性粉煤灰进行红外光辐射，分析其红外吸收光谱，对其进行定性分析；利用扫描电子显微镜对不同油酸掺量的油酸改性粉煤灰进行微观形貌分析。

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。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-5周：按照设计方案制备样品；

第6－12周：完成sem,红外光谱,以及抗压实验、氯离子渗透实验，探明其影响机理；

4. 参考文献（12篇以上）

1. 郭庆兵.水泥水化产物抗抗海水侵蚀机理研究[d].中北大学，2017.

2. kk sharma , rn deo ,a kumar ,k mamun. rebar corrosion due to chlorides in synergy with sodium, potassium, and magnesium[j].construction building material, 2018, 165:533-540.

3. 朱方之，王鹏刚，赵铁军.受冻融混凝土表面处理后水分侵入机理研究[j].硅酸盐通报, 2014, 33(8):2038-2046.

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