高温养护条件下粉煤灰对现代水泥基材料微结构形成过程的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

高温条件是大体积砼和砼制品生产过程中常常遇到的养护情况，与常温相比高温养护会使水泥基材料内部微结构发生显著变化，并导致其物理力学性能及耐久性能下降，但由于现代水泥基材料组分复杂，目前对其高温养护下早期水化机理仍存众多疑惑。粉煤灰作为一种活性掺和料，近年来在混凝土的制备中得到了广泛的应用。国内外的众多学者对粉煤灰的活性及其对胶凝材料水化硬化性能的影响开展了大量的研究工作。因此，研究现代水泥基材料在高温条件下的水化、硬化过程，揭示该过程中内部微结构演变机理，最终提出解决高温所带来负面效应的关键性措施，是关系到人民生命财产安全的重要科学性问题，具有重大的现实意义。

2. 国内外研究现状分析

何智海、刘运华等人的试验结果表明蒸养条件提高了水泥粉煤灰复合胶凝材料的水化速度，同时也提高了粉煤灰的活性;蒸养条件下，粉煤灰的细度对水泥粉煤灰复合胶凝材料的早期水化没有显著影响，其后期水化速度随粉煤灰细度的增加而增加;粉煤灰掺量的增加，降低了其早期水化速度，掺入适量的粉煤灰其后期水化程度可以超过纯水泥的水化程度;粉煤灰的掺入有利于水泥的水化，且水泥的水化速度随粉煤灰掺量的增加而增加。

苏力辉等人的研究表明(1)适当的添加粉煤灰可以增加混凝土强度，防止裂缝的产生。(2)粉煤灰的加入可以减少水泥水化热。(3)最适宜的粉煤灰含量为20%一30%。

向可诚的研究证明了粉煤灰的细度对水化反应速度和强度增长都有明显的影响，这不仅在长期水化之后，即使在28夭之内.如果能极大提高粉煤灰的细度就能明显改善水化活性。

3. 研究的基本内容与计划

本项目利用自行设计研发的新型高温超声波测量仪和改进的无电极电阻率测量仪，原位、持续地追踪观测现代水泥基材料早期的水化历程全貌；并采用纳米压痕、原子力显微镜、X射线计算机断层扫描、XRD、ESEM等先进现代微观测试技术，对现代水泥基材料水化产物、微结构演变、孔结构变化过程进行研究，揭示高温养护下矿物掺合料、化学外加剂、水灰比等因素对水化机理的影响规律；基于实验数据，建立与温度、矿物掺合料相关的现代水泥基材料水化动力学模型及微结构形成机理模型；最后，利用数值模拟方法对早期水化进行3D重构，直观展现微结构的演变过程。本项目将为完善和发展无机胶凝材料的水化动力学理论奠定科学基础。第一周到第四周查阅文献、深入了解分析国内外研究现状，制定试验方案。第五周至第十三周开展相关试验，并对相关试验数据进行分析整理，书写毕业论文。 第十四周至第十六周对论文进行最后的检查，并准备答辩PPT。

4. 研究创新点

（1）实验材料新颖。

（2）养护龄期较短。

（3）抗渗性抗离子侵蚀性优于普通水泥。