磷铝酸钙矿物及其水泥熟料的设计、制备与性能研究

基本信息
批准号:51472163
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:丁铸
学科分类:
依托单位:深圳大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张宁,刘飚,袁雄洲,孙红芳,徐畏婷,崔棚,卢灿,戴梦希,张名杰
关键词:
水化机理胶凝材料微观结构材料设计水泥熟料
结项摘要

Cements are very important structural material, modern engineering structures requires high performance cements. Phosphoaluminate cement is a new type of cementing material, which has the high potential characteristics in performance and multifunctions. It belongs to our country's independent intellectual property rights.However, mineral compositions of the phosphoaluminate cement have not been determined definitely, leading to the performance unstable. It's setting time is too short to be controlled, and the long strength is easily self decreased. These shortages limit its other excellent properties to develop further. To overcome these problems, the project is going to investigate CaO - Al2O3 - P2O5 ternary system thoroughly. Design and prepare a ternary compound crystal mineral (single mineral) according to material design theory, determine its chemical composition, analyse its crystal structure, explain the cementing mechanism. Determine the relationship among the hydration mechanism of ternary compound crystal,hydration product type, and its paste microstructure. Furthermore, design and prepare the phosphoaluminate cement clinker (multi-minerals system) according to theory of material design and mineralogical organization "component", study the hydration process, the setting and hardening mechanism of the cement clinker. Elaborate theoretically the relationship among the mineral composition of cement clinker, microstructure of hardened paste, and the performance development. Provide theoretical basis for the preparation cement which has various balanced performance, multi-functions, for the further research and application of the phosphoaluminate cement.

水泥是极为重要的基础性材料,现代工程越来越迫切需要高性能水泥。磷铝酸盐水泥是具有高胶凝性和多功能性特质的、属于我国自主知识产权的新型水泥。目前对于磷铝酸盐水泥的矿物组成尚没有给出确定性意见,导致凝结时间不易控制、长期强度容易倒缩等性能不稳定的问题,限制了其优异功能的发挥。本项目依据材料设计理论对CaO-Al2O3-P2O5三元系统进行系统性基础研究,设计并制备三元化合物晶体矿物(单矿物),确定其化学组成,解析其晶体结构,解释其活性来源,确定其水化机理、产物类型、微观结构的形成与性能的关系。在此基础上,通过材料设计理论和矿相组织"构件"式组合,按预定性能设计并制备磷铝酸盐胶凝水泥熟料(多矿物体系),研究水泥熟料的水化、凝结、硬化机理,从理论上阐述该水泥熟料熟料矿物组成、硬化浆体显微组织结构与性能的关系。为制备出各方面性能均衡、多功能的磷铝酸盐水泥材料,为后续研究应用提供理论基础。

项目摘要

磷铝酸盐水泥是具有高胶凝性和多功能性特质的、属于我国自主知识产权的新型水泥。目前对于磷铝酸盐水泥的矿物组成尚没有给出确定性意见,导致凝结时间不易控制、长期强度容易倒缩等性能不稳定的问题,限制了其优异功能的发挥。本项目依据材料设计理论对CaO-Al2O3-P2O5三元系统进行系统性基础研究,设计并制备三元化合物晶体矿物(单矿物),确定其化学组成,解析其晶体结构,解释其活性来源,确定其水化机理、产物类型、微观结构的形成与性能的关系。在此基础上,通过材料设计理论和矿相组织“构件”式组合,按预定性能设计并制备磷铝酸盐胶凝水泥熟料(多矿物体系),研究水泥熟料的水化、凝结、硬化机理。通过本项目的实施,掌握了设计与制备高胶凝性磷铝酸钙三元化合物单矿物的方法,明确了磷铝酸钙三元化合物化学组成,基本上解释了晶体结构和水化活性来源。掌握了磷铝酸盐水泥熟料的设计和制备方法,明确了其矿物组成和形成条件、性能之间的关系。掌握了磷铝酸盐水泥的凝结硬化机理,明确了其水化过程、水化产物、微观结构和性能之间的关系,能够通过设计达到控制其凝结时间和强度发展的目的。掌握了制备综合性能优异、具有合理矿物组成的磷铝酸盐水泥材料的方法。根据研究结果,能够实现对磷铝酸盐水泥熟料的矿物组成进行优化组合,来控制磷铝酸盐水泥的性能发展,最终能够制备具有合理矿物组成、综合性能优异的磷铝酸盐水泥材料。从理论上阐述该水泥熟料熟料矿物组成、硬化浆体显微组织结构与性能的关系,本项目的成果可为制备出各方面性能均衡、多功能的磷铝酸盐水泥材料,为后续研究应用提供理论基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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