《固碳插層材料抑制混凝土碳化反應的基礎研究》是依託武漢理工大學，由水中和擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：固碳插層材料抑制混凝土碳化反應的基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：水中和
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
大摻量礦物摻合料是現代高性能混凝土的主要特徵之一，但由此帶來的碳化速率加快的問題威脅著混凝土結構的耐久性。所以，增強抗碳化能力對於現代混凝土長壽命化和低環境負荷化至關重要。本項目旨在利用無機插層材料的陰離子交換和結構重建特性，捕捉混凝土中的碳酸根並嵌鎖於插層材料層板間，使之固化由此增強混凝土的抗碳化性能。為此，擬開展無機插層材料與水化水泥體系的相互作用的研究，探明碳酸根離子發生離子交換和固化的機制，掌握影響離子交換和結構重建過程的主要因素，揭示無機插層材料對混凝土微結構和性能的影響規律。在此基礎上，發展插層材料改性混凝土的設計方法，建立其碳化過程計算機仿真模型，探索以無機插層材料為核心的可調控抗碳化能力的混凝土性能調節劑的開發途徑，並開展插層材料固化其他類型陰離子的探索性研究。研究成果不僅有助於解決大摻量礦物摻合料混凝土碳化速率加快的問題，而且有望構建本徵的混凝土化學侵蝕防禦體系。
結題摘要
本項目深入系統地研究了插層功能材料Mg-Al型LDHs(Layered double hydroxides)對侵蝕性離子的吸附作用及其對混凝土耐久性的影響。主要研究了LDHs對水泥水化過程的影響規律；探索了LDHs材料抑制混凝土碳化反應的微觀機理。提出了LDHs固碳過程的熱力學定量化模型；設計了LDHs 基複合材料改性混凝土與化學侵蝕防禦體系。揭示了LDHs 化合物固化硫酸根和氯離子的潛在能力與機理。提出一種改性Ca-Al型LDHs 化合物的微觀表征和固化氯離子特性。提出了礦渣水化生成LDHs的新理念及其對混凝土耐久性的提升。這些新的理論對於深入研究新型插層材料對水泥混凝土耐久性的提高，具有較為重要的學術價值。發表學術論文17篇，其中被SCI、EI 和ISTP 收錄10篇，申請專利1項；培養博士研究生2名，碩士研究生2名。研究成果在實驗和實踐過程中，顯示出良好的結果。
