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1、题目：碱激发矿渣胶凝材料的研究现状姓名：孙延磊专业：材料工程学号：1324251429碱激发矿渣胶凝材料的研究现状材料工程，孙延磊，1324251429一、碱矿渣胶凝材料的研究背景在当今时代的胶凝材料的发展中，资源消耗、CO2排放和耐久性不良是普通硅酸盐水泥行业面临的三大问题。解决这些问题的最佳途径是走生态化胶凝材料的道路,这也是循环经济和社会可持续发展的必然要求。碱激发矿渣胶凝材料跟传统水泥相比，具有较高的强度，较低的水化热，以及较好的快硬性、抗腐蚀性，抗冻性、护筋性等优异的性能，并且生产工艺简单、投资少，能耗低，污染小、矿渣的利用率高等优点，目前成为胶凝材料研究领域的热点
2、。实践证明,利用矿渣和粉煤灰等工业固体废弃物通过碱激发作用可以制备具有高强、快硬、耐候性强等诸多优点的胶凝材料。由于这种胶凝材料是以固体废弃物为原料,对环境无副作用,因此属于生态型胶凝材料。矿渣的掺入已经逐渐成为生产胶凝材料的主要方式，矿渣能优化混凝土孔结构，提高抗渗性能，降低氯离子扩散速度，减少体系内Ca(OH)2，抑制碱集料反应，提高抗硫酸盐腐蚀能力，使混凝土耐久性得到较高改善。除此之外，这种做法也极大地节约了能源，加强了能源的循环再利用。二、碱矿渣胶凝材料的定义及水化机理碱激发胶凝材料是碱矿渣胶凝材料是以矿渣粉与水玻璃、NaOH等碱激发剂为主要原料,通过化学反应得到的一
3、种新型胶凝材料。如果在工业制备上通俗的讲就是就是由碱金属化合物和工业废渣（如粒化高炉矿渣或电炉磷渣）共同粉磨，或是将磨细渣用碱金属化合物的溶液来调制所得的水硬性胶凝材料。碱矿渣胶凝材料的水化与硅酸盐水泥一样可根据水化放热曲线把水化过程分为五个阶段：初始水化期，诱导期，加速期，衰减期和缓慢期。三、碱矿渣胶凝材料的性能及应用碱矿渣胶凝材料是一种性能优良的新型建筑胶凝材料，具有很多优秀的性能：(1)早强快硬和高强度；(2)低需水性；(3)良好的抗渗性；(4)低水化热；(5)高抗橙蚀性及抗冻性；(6)优良的护筋性；(7)优越的负温硬化性能。此外碱矿渣胶凝材料的生产工艺简单,设备投资少
4、,能耗低,且可以有效的利用工业废渣。其性能的评定很多依靠碱性系数，质量系数和活性系数三个指标来评定的。四、国内外发展现状国内的发展现状80年代中期以来,国内外出现了碱矿渣胶凝材料研究和应用的高潮。我国的钟白茜和杨南如研究了矿渣在水玻瑞的作用下,其结构中[SO4]2-的变化,矿渣中的OH-作用的时候，是一个与[SO4]2-阴离子解聚一聚合的过程,总的是[SO4]2-单体量减少,高聚物的量增多,双聚体及其它低聚物列有从单体聚合、多聚体解聚生成以及自身又解聚的两重反应。国外的发展现状法国的Davidovits自1976年申请一项美国专利以来,在英、法、欧洲等国已获专利30余项,内容
5、广及混凝土、耐火材料、涂料、碱品种以及其它建筑材料等。并已成功地用于预制构件、砌块以及现场浇筑的民用和工业建筑、海港工程、道路工程、军事工程等,这些工程经实践考验均效果良好。五、碱矿渣胶凝材料的几方面性能1、碱矿渣胶凝材料的耐高温性有关学者通过研究发现，碱矿渣胶凝材料在600~800oC的温度区间内开始发生固相反应,生成镁黄长石,物相组成由非晶体相转变为晶体相,碱矿渣胶凝材料结构有较多裂缝出现；800~1200oC的温度区间内，没有新物质生成。相同水灰质量比的碱矿渣胶凝材料的耐高温性能优于由普通硅酸盐水泥制备的水泥石；碱矿渣胶凝材料经历600oC高温冷却后的名义抗压强度与常温
6、下的基本相当，而经历800oC高温后的名义抗压强度仅为常温下的45%，此后，随着温度的升高，碱矿渣胶凝材料的名义抗压强度基本稳定。2、碱矿渣胶凝材料的水化活化能水化活化能的研究，应根据Arrhenius公式：d(lnK)/dT=E/RT2,可得出一系列的结论：初始期活化能较低,对应于较易进行的液相沉淀反应;加速期水化活化能大大高于硅酸盐水泥PC,表明即使在碱的催化作用下,矿渣玻璃的水化也比水泥熟料的水化困难得多,从而也辅证了矿渣在过渡期的表面水化一定会扩展为有水空间的立体水化假说;而在衰减期,水份的扩散过程控制着水化,从而使水化活化能回复到硅酸盐水泥的水平。发剂对碱一矿渣水化
7、的影响不仅在于初始产物的不同,而是整个水化过程。如用sbZ激发时,水化活化能都低于ps(Na2SiO3·9H2O),特别是衰减期,活化能仅为9.3kJ/mol,远低于Na2SiO3·9H2O与硅酸盐水泥同时激发的水化活化能。这说明生成的水化产物具有较好的网络结构,输水性能较好,因而更有利于矿渣后期的水化。3、对矿渣胶凝材料缓凝剂的研究缓凝剂的研究可依据以下两点：①对缓凝物质的缓凝机理应进一步深入的研究，进一步明确碱组分与矿渣结构以及缓凝物质作用效果之间的关系；②目前应用在碱-矿渣水泥体系中的缓凝剂的作用
