《新型岩石基礦物摻合料體系的理論基礎與工程套用研究》是依託中南大學，由肖佳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型岩石基礦物摻合料體系的理論基礎與工程套用研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖佳
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國每年建設規模已達到水泥用量20.6億噸，其中開採岩石和砂資源100億噸，骨料製備過程中不可避免產生的石粉其每年的排放量高達10億餘噸，形成巨大的環境污染。而現有工程體系所用的礦物摻合料年產總量大約5億噸的粉煤灰和礦粉已形成稀有資源，並導致運輸和工程費用增加。保護環境、節能利廢以及降低工程成本對處於高速建設期的中國是一個急待解決的重大課題。同時，若能建立岩石基礦物摻合料體系有效取代10％～20％的水泥將節約水泥資源2～4億噸，這將對節能減排產生重大影響。因此，本課題將以石灰石岩石為例開展石灰石粉基礦物摻合料的系統研究，針對這一體系現存的科學問題和技術瓶頸，探明石灰石粉對水泥混凝土的作用機理及影響規律，構建石灰石粉基水泥混凝土體系水化硬化模型，提出石灰石粉活性評價方法，揭示石灰石粉基水泥混凝土的工程特性，從而調控、最佳化其工程性能，使其產生良好的技術、經濟和生態效益。
結題摘要
混凝土所需骨料製備過程中產生了大量的石粉排放，將其作為混凝土的岩石基礦物摻合料不僅能減少環境污染，降低混凝土生產成本，還能緩解傳統礦物摻合料供不應求的狀況。本課題開展了以石灰石粉為重點的岩石基礦物摻合料系統研究，豐富了其對水泥基材料水化作用和微結構影響，完善了其對水泥混凝土的作用機理及影響規律，提出了其活性評價方法，揭示了摻石灰石粉水泥混凝土的工程特性，從而調控最佳化了其工程性能。 項目具體研究內容和成果包括：（1）研究了CaCO3對水泥熟料單礦C3A和C3S的水化放熱和水化產物的影響，得出了CaCO3對C3A和C3S水化存在的多種作用效應；研究了石灰石粉對水泥的水化作用及機理，得出了石灰石粉對水泥水化歷程、水化產物、孔結構和界面結構的影響，豐富了石灰石粉礦物摻合料套用於水泥混凝土中的基礎理論。（2）研究了石灰石粉對水泥混凝土的流變特性、物理力學性能、體積穩定性和耐久性能的影響，得出了石灰石粉混凝土的工作性能、強度性能、抗收縮開裂性能、抗氯離子侵蝕性能和抗常溫、低溫硫酸鹽侵蝕性能（抗TSA），得到了石灰石粉混凝土的工程特性。（3）研究了多種組分對水泥-石灰石粉膠凝體系性能的最佳化研究，同時通過不同的組分複合，最佳化了其配合比，能製備出滿足不同性能要求的石灰石粉混凝土。（4）研究了石灰石粉在水泥基材料中的稀釋效應、級配效應和異質成核效應，提出了科學的石灰石粉活性評價方法。 本項目通過石灰石粉混凝土的基礎理論及其工程特性研究，為混凝土結構工程中安全、有效地使用石灰石粉提供了科學理論基礎。
