水泥水化环境中矿物掺合料离子溶出/沉积行为及其调控方法

批准号:
51802238
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
27.0 万元
负责人:
杨露
依托单位:
学科分类:
E0202.无机非金属基础材料
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
饶美娟、黄啸、穆元冬、陶勇、冯传法
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中文摘要
矿物掺合料能显著改善混凝土材料工作性与耐久性,已成为现代混凝土的基本组分。人们对于矿物掺合料的使用主要是基于碱或硫酸盐激发反应原理以利用其潜在胶凝性能,该理论多年来虽有所发展但未有新的实质突破,限制了矿物掺合料效能的充分发挥。项目拟从反应热动力学角度,深入研究矿物掺合料表面结构对其反应特性的影响规律,探明影响反应活性的关键参数与机理,建立不同矿物掺合料反应活性评价机制;研究矿物掺合料在不同温度/压力及水泥孔溶液环境驱动下离子溶出、迁移与沉积行为,揭示其与水化产物组成、结构之间关联性及影响机理;在此基础上,探索矿物掺合料水化热动力学行为的化学与物理调控方法,并提出矿物掺合料高效能应用技术以指导其科学应用,为其高效利用及混凝土高性能化发展提供理论与技术支撑。
英文摘要
Supplementary cementitious materials (SCMs) can significantly enhance the workability and durability of concrete, which have become a basic component of modern concrete. Usually, the use of SCMs is mainly based on the reaction theory of alkali or sulfate activation to utilize their potential binding performance. However, although this theory has been developed many years, it still doesn’t make a new breakthrough, which limits the full play of SCMs effectiveness. This project will study the intrinsic reactivity of SCMs with different surface characteristics, which caused by the mineral composition and thermal history. The key impact parameters and mechanism of intrinsic reactivity will be verified, and their evaluation methods also will be established. On the basis, the ions dissolution, migration and precipitation behaviors of SCMs in different curing temperature, pressure and pore solution conditions will be studied, which will build up the correlations between these behaviors and hydration products compositions and structures, and the corresponding reaction mechanism will also be ascertained. Furthermore, the physical and chemical adjusting methods of those behaviors will be proposed, and the high efficient application methods of SCMs will also be designed for their reasonable use in concrete. This research will provide the theoretical and technical supports for the efficient application of SCMs and the development of high performance concrete materials.
矿物掺合料能显著改善混凝土材料工作性与耐久性,已成为现代混凝土的基本组分。人们对于矿物掺合料的使用主要是基于碱或硫酸盐激发反应原理以利用其潜在胶凝性能,该理论多年来虽有所发展但未有新的实质突破,限制了矿物掺合料效能的充分发挥。本项目致力于研究不同组成、热历史矿物掺合料内在反应性能的关键影响参数,探明了其在不同养护温度、压力和水泥孔溶液下矿物离子溶出、迁移和沉积机理,建立了矿物掺合料水化热动力学行为与形成的水化产物组成、结构之间的关联性,提出了一种矿物掺合料水化活性评估方法。.项目研究了陶砂粉等矿物掺合料结构与其离子溶出、迁移规律的关联性,探明了贫钙类硅铝质材料火山灰反应活性低的机理,并提出运用C9H21NO3作为络合剂调节陶砂粉的矿物离子溶出特性的方法,可显著增强Al3+、Fe3+的溶出。.研究了不同组成的粉煤灰在不同养护温度和不同浓度碱溶液中的反应性能,揭示了粉煤灰组成中钙、铝的相对含量是影响其离子溶出活性的关键,优选出硫酸钠和C-S-H晶种作为调节反应活性的激发剂,并采用化学合成的方式探明了溶出Al与硅酸盐水泥水化反应的协同机制。.项目根据矿物掺合料水化性能规律,解析了矿物溶解速率是影响其反应性能的关键因素,采用微流控的方法观察到矿物掺合料在H2O/OH-溶液中溶解高度的变化,以此来表征其火山灰反应活性,并结合矿物离子溶出和微流控,提出了其水化反应活性评估新方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The Preparation of Porous Activated Slag Granules/TiO2 Photocatalyst and Its De-NOx Performance
多孔活性矿渣颗粒/TiO2光催化剂的制备及其脱硝性能
DOI:10.1007/s11595-021-2415-9
发表时间:2021-06
期刊:Journal of Wuhan University of Technology-Materials Science Edition
影响因子:1.6
作者:Zhu Lide;Chen Jing;Si Heyang;Fang Yongle;Wang Xinyu;Wang Zongsen;Yang Lu
通讯作者:Yang Lu
Enhanced Sulfate Resistance: The Importance of Iron in Aluminate Hydrates
增强的硫酸盐抗性:铝酸盐水合物中铁的重要性
DOI:10.1021/acssuschemeng.8b06097
发表时间:2019-04-01
期刊:ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING
影响因子:8.4
作者:Huang, Xiao;Hu, Shuguang;Tao, Yong
通讯作者:Tao, Yong
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.119262
发表时间:2020-09
期刊:Construction and Building Materials
影响因子:7.4
作者:Zhang Kechang;Lu Yang;Rao Meijuan;Zhang Wenqin;Wang Fazhou
通讯作者:Wang Fazhou
Improvement of the Hydration Kinetics of High Ferrite Cement: Synergic Effect of Gypsum and C3S-C(4)AF Systems
高铁素体水泥水化动力学的改进:石膏和 C3S-C(4)AF 体系的协同效应
DOI:10.1021/acssuschemeng.1c02323
发表时间:2021
期刊:ACS Sustainable Chemistry and Engineering
影响因子:8.4
作者:Zhang Kechang;Shen Peiliang;Yang Lu;Rao Meijuan;Wang Fazhou
通讯作者:Wang Fazhou
Heat-cured concrete: Improving the early strength and pore structure by activating aluminosilicate internal curing agent with triisopropanolamine
热固化混凝土:用三异丙醇胺活化硅铝酸盐内固化剂改善早期强度和孔结构
DOI:10.1111/jace.16458
发表时间:2019
期刊:Journal of the American Ceramic Society
影响因子:3.9
作者:Liu Chen;Liu Yunpeng;Liu Zhichao;Hu Chuanlin;Huang Xiao;Yang Lu;Wang Fazhou
通讯作者:Wang Fazhou
硅酸盐水泥熟料矿相高温协同反应及其调控机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2021
- 负责人:杨露
- 依托单位:
国内基金
海外基金
