| 词条 | 高性能水泥制备和应用的科学基础 |
| 释义 | 《高性能水泥制备和应用的科学基础》是国家“973”计划“高性能水泥制备和应用的基础研究”项目主要研究成果的总结性专著，详细介绍了与水泥熟料生产、工业废弃物利用、水泥的使用等密切相关的研究成果。本书内容代表了国内近年来水泥领域基础研究的最高水平，适于从事水泥科研、开发和生产工作的科技人员阅读，也可供混凝土领域的科技人员参考。 图书信息《高性能水泥制备和应用的科学基础》 市场价： ￥88元 作 者： 陈益民 许仲梓 出版社： 化学工业出版社 上市日期： 2008年5月 开 本：16开 页 数：508页 ISBN编号：978-7-122-02223-3 内容简介本书是国家“973”计划“高性能水泥制备和应用的基础研究”项目主要研究成果的总结性专著，详细介绍了与水泥熟料生产、工业废弃物利用、水泥的使用等密切相关的研究成果，包括：提高水泥熟料胶凝性的高阿利特熟料体系、含硫铝酸盐的硅酸盐熟料体系和复合熟料体系的研究，阿利特的结构变化和硫铝酸盐的形成动力学；煤矸石活化、粉煤灰活化和钢渣活化制备辅助胶凝材料，活化的方法和机理，活化的效果等；高性能水泥水化过程与控制、水泥石结构形成与优化、环境行为和破坏机理等。 本书内容代表了国内近年来水泥领域基础研究的最高水平，对于水泥和混凝土科学技术研究具有重要的参考价值，对水泥生产和应用具有实际指导作用。 读者对象本书适于从事水泥科研、开发和生产工作的科技人员阅读，也可供混凝土领域的科技人员参考。 前 言水泥基材料是用量最大的人造材料，在今后数十年甚至上百年内仍然无可替代。我国水泥年产量已超过10亿吨，随着国民经济的持续发展，大规模基础设施建设还将持续多年，对水泥的需求量仍将有大幅度的增长。但是，水泥生产消耗大量的石灰石、黏土、煤等不可再生的资源，排放数以亿计的CO2、SO2和NOx等废气及粉尘，对环境造成严重污染。数量扩张型的水泥工业发展模式将使我国能源、资源和环境不堪重负。此外，社会发展对水泥性能提出更高的要求：施工性更好、水化热更高、体积更稳定、耐腐蚀性和耐久性更好。因此，降低消耗、提高性能是水泥工业发展的方向，以减少量的高性能水泥达到较大量低质水泥的使用效果是水泥科学与技术研究的主要目标。 另一方面，我国每年排放各类固态工业废弃物10亿吨以上，相当大的部分具有潜在的活性或胶凝性，但是利用率很低。这些废弃物堆积如山，造成极大的环境污染，同时也是巨大的资源浪费。这就迫切需要水泥工业在降低自身造成的环境负荷的同时，能够成为大量消纳其他工业排放的废弃物、清洁环境的绿色产业。 经过数十年的研究，水泥生产装备已经达到十分先进的水平，现代化的窑外分解技术可以使水泥的生产热耗接近于理论值。水泥材料学的研究也统一取得了令人瞩目的成就，使得人们对于水泥和水泥基材料的组成变化、结构形成与演变、性能控制等有了比较深刻的理解。伴随着水泥工艺、装备和材料学的发展，水泥和水泥基材料的性能这不提高到相当高的水平。但是由于水泥材料属于组成和结构最为复杂的材料，无论是在制备过程还是在使用过程，其组成、结构、性能和能量状态均处于不断的变化之中，使得至今为止仍然有许多内在的规律未能很好揭示，成为阻碍进一步提高其性能的关键。 上述问题引起了政府和科技界的高度重视，国家科技部于2002年在国家重点寄出研究发展计划（“973”计划）中批准了“高效能水泥制备和应用的基础研究”项目，开展水泥和水泥基材料高性能化涉及的关键科学问题的研究，由此为制备具有高的强度、优异的耐久性和较低环境负荷的高性能水泥及水泥基材料打下良好的科学基础。该项目依托于中国建筑材料科学研究总院，由中国建筑材料科学研究总院、南京工业大学、同济大学、北京工业大学、武汉理工大学、济南大学、东南大学、浙江大学作为主要参加单位，共计150多位科学家参加，经过5年的努力，取得了重要进展，并与2006年11月通过科技部的结题验收。这一“973”项目已经发表学术论文500余篇，鉴定成果10项申报专利52项。这些成果中有的是属于具有自主知识产权的专利成果，有的是在微观结构和过程动力学方面具有较高研究深度及学术水平的理论性成果，相信这些成果对于促进水泥科学发展和提高水泥及水泥基材料的性能具有积极作用。研究成果中，与水泥熟料生产相关的基础性数据包括提高水泥熟料胶凝性的高阿利特熟料体系、含硫铝酸盐的硅酸盐熟料体系和复合熟料体系的研究，阿利特的结构变化和硫铝酸盐的形成动力学；与工业废弃物利用相关的成果包括煤矸石活化、粉煤灰活化和钢渣活化制备辅助胶凝材料，活化的方法和机理，活化的效果等；与水泥使用过程相关的成果包括高性能水泥水化过程与控制、水泥石结构形成与优化、环境行为和破坏机理等，研究开发或者引入了一系列新的研究手段、研究方法和装备，提升了这方面的研究水平。 本书对“973”项目的主要研究成果进行了总结，按照项目所属六个课题的顺序编章。其中第一课题的成果分成第一章和第二章，其余课题的内容各成一章。全书由参加项目研究的课题负责人和各个课题的部分学术骨干编写。参加初稿编写的有：陈益民、许仲梓、姚燕、王培铭、张文生、邓敏、随同波、沈晓冬、李东旭、胡曙光、施惠生、崔素萍、王玲、管宗甫、郭随华、张洪滔、王晶、兰祥辉、杨全兵、马保国、程新、芦令超、徐玲玲、吕林女、兰明章、王亚丽、孙伟、管学茂、刘贤萍、张永娟、陈胡星等。全书由陈益民统稿。 由于作者水平所限，书中男人难免有疏漏之处，敬请读者指正。 项目首席科学家 陈益民 许仲梓 2008年4月 目 录第一章 高胶凝性高阿利特水泥熟料矿物体系的研究 第一节 概述 第二节 高阿利特熟料体系的矿物匹配 一、配料率值对高阿利特熟料烧成的影响 二、高阿利特熟料率值的选择及控制方法 三、掺阴离子（团）对高阿利特熟料烧成的影响 四、掺阳离子对高阿利特熟料烧成的影响 五、掺加工业废渣对高阿利特熟料烧成的影响 六、工业废渣——阴离子团多元复合掺杂对高阿利特熟料烧成的影响 第三节 高阿利特熟料烧成过程分析 一、矿物匹配对液相及高阿利特熟料烧成过程的影响 二、高阿利特熟料掺杂烧成活化能计算分析 三、预烧对高阿利特熟料烧成过程的影响 第四节 高阿利特熟料中阿利特组成和晶体结构 一、杂质离子在阿利特晶体中的缺陷反应分析 二、杂质在阿利特晶体中的固溶量 三、微量组分固溶对阿利特结构的影响 四、烧成和冷却条件对阿利特晶体结构的影响 五、水泥熟料中的阿利特晶体结构 第五节 高阿利特熟料的物理性能 一、实验室烧成高阿利特熟料的性能 二、工业规模生产高阿利特熟料及其性能 第六节 研究的主要结论 参考文献 第二章 含硫铝酸盐的高胶凝性硅酸盐水泥熟料体系的研究 第一节 概述 第二节 硫铝酸钙和硫铝酸钡钙单矿物的研究 一、硫铝酸钙的形成动力学 二、硫铝酸钡钙单矿物的特性 三、CaF2对硫铝酸钡钙矿物形成机制的影响 第三节 掺加杂质对含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料烧成的影响 一、掺萤石和石膏的影响 二、掺硫酸钡、萤石和石膏的影响 三、掺钢渣、萤石和石膏的影响 四、掺CuO的影响 五、掺ZnP的影响 六、Fe2O2含量的影响 第四节 含硫铝酸盐硅酸盐水泥熟料的组成设计和杂质影响 一、组成设计 二、组成设计的热力学计算 三、So3、Bao及CaF2对熟料煅烧和性能的影响 第五节 含硫铝酸盐矿物的硅酸盐水泥的特性 一、C4 A3S含量快速测定方法 二、含硫铝酸盐硅酸盐水泥性能 三、含硫铝酸盐硅酸盐水泥的水化特性 四、含硫铝酸盐硅酸盐水泥水化特征及浆体组成、结构与性能 第六节 含硫铝酸盐硅酸盐水泥对粉煤灰的激发作用及机理 一、混合材的反应率 二、C2A3S对粉煤灰的激发作用 三、含硫铝酸盐硅酸盐水泥对粉煤灰激发机理 四、含硫铝酸盐硅酸盐水泥水化过程中硅铝聚合度 第七节 研究的主要结论 参考文献 第三章 复合熟料水泥体系 第一节 概述 第二节 硅酸盐熟料一硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系 一、体系的组成与性能 二、原材料对性能的影响 三、粉磨方式对性能的影响 四、体系的水化硬化 五、体系的水化产物 六、硅酸盐熟料－硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系与混合材的复合效果 七、硅酸盐熟料－硫铝酸盐熟料复合熟料水泥制备的混凝土性能 第三节 高贝利特熟料、硅酸盐熟料和硫铝酸盐熟料复合熟料水泥体系 一、不同熟料水泥的组成与来源 二、硅酸盐熟料－高贝利特熟料复合熟料水泥体系的组成与性能 三、高贝利特水泥和硫铝酸盐水泥的复合 四、硅酸盐熟料－硫铝酸盐熟料－高贝利特熟料复合水泥的组成与性能 五、粉磨对复合熟料水泥体系性能的影响 六、高贝利特－硅酸盐、高贝利特－硅酸盐－硫铝酸盐复合熟料水泥体系的水化硬化 七、复合熟料体系的干缩和抗侵蚀性能 第四节 硅酸盐熟料－磷铝酸盐熟料复合熟料水泥体系 一、硅酸盐－磷铝酸盐复合熟料水泥复合水泥性能 二、磷铝酸盐－硅酸盐复合熟料水泥水化浆体特征 三、磷铝酸盐－硅酸盐复合熟料水泥浆体水化动力学和水化机理 四、掺石灰石对硅酸盐水泥和磷铝酸盐水泥性能的影响 参考文献 第四章 性能调节型辅助胶凝组分 第一节 概述 第二节 煤矸石制备性能调节型辅助胶凝组分 一、煤矸石活化的研究和利用现状 二、活化煤矸石的结构和机理 三、煅烧煤矸石的活性评价 四、煤矸石制备性能调节型辅助胶凝组分的新技术 第三节 粉煤灰制备性能调节型辅助胶凝组分 一、粉煤灰的活化理论 二、粉煤灰制备性能调节型辅助胶凝组分的新技术 第四节 钢渣制备性能调节型辅助胶凝组分 一、钢渣在水泥混凝土中利用的现状 二、影响钢渣粉掺合料性能的因素及其机理 三、钢渣粉对水泥体积安定性的影响 第五节 性能调节辅助胶凝组分的协同复合新技术 一、二元复合 二、三元复合 三、性能调节型复制胶凝组分的颗粒群优化 四、复合胶凝效应机理 参考文献 第五章 高性能水泥的水化过程 第一节 概述 第二节 水泥水化研究方法的新进展 一、水化产物形貌分析 二、水化产物原位X射线定量分析 三、水泥的水化进度和水化程度 第三节 硅酸盐水泥水化过程的表征 一、硅酸盐水泥水化产物的形态和结构 二、硅酸盐水泥的水化季度和程度 第四节 辅助胶凝材料在水化过程中的作用 一、活化煤矸石粉在水化过程中的作用 二、粉煤灰在水化过程中的作用 三、含复合型辅助胶凝材料的水泥水化 第五节 外加剂在水化过程中的作用 一、水化热 二、温度对减水剂作用下水泥水化历程的影响 三、温度对缓凝剂作用下水泥水化历程的影响 四、外加剂叠加效应解决环境温度引发的减水剂适应性问题 五、环境因素作用下外加剂应用的调控机制 第六节 水化进程模型图 一、水化进程模型及其特征 二、水化进程模型的意义 参考文献 第六章 高性能水泥硬化的浆体结构与优化 第一节 高性能水泥硬化的浆体结构特征 一、硬化水泥浆体结构的组成及其演变规律 二、高C3S水泥硬化浆体中各相的组成及定量表征 三、高C3S水泥硬化浆体的结构形成过程和结构模型 四、掺加辅助胶凝材料的高性能水泥硬化浆体的结构 第二节 水泥浆体的结构和性能 一、水泥浆体结构与强度 二、强度模型 三、水泥浆体的抗裂性 四、水泥浆体的化学稳定性 第三节 水泥浆体的收缩特征与机理 一、试验用原材料及收缩测试方法 二、水泥浆体的自收缩及影响因素 三、水泥浆体的温度收缩及影响因素 四、水泥浆体的干燥收缩及影响因素 第四节 水泥浆体的收缩补偿 一、新型膨胀材料的制备技术 二、新型镁质膨胀材料的膨胀特性及机理 三、新型膨胀材料对水泥浆体收缩的补偿 四、不同制备条件下制备的新型膨胀材料的复合作用 五、变温条件下新型膨胀材料对温度收缩的补偿作用 六、混凝土试件应变 七、化学减缩剂的研究 参考文献 第七章 高性能水泥基材料的环境行为与失效机理 第一节 概述 第二节 高性能水泥基材料的环境行为 一、渗水、渗气性能 二、在化学介质作用下的性能 三、在化学介质与荷载协同作用下的性能 四、在冻融循环作用下的性能 五、在冻融循环与化学介质协同作用下的性能 六、在冻融循环、荷载与化学介质协同作用下的性能 七、抗钢筋锈蚀性能 第三节 高性能水泥基材料的失效机理 一、在化学介质及其协同作用下的渗透性及腐蚀机理 二、在冻融循环及其协同作用下的失效机理 三、钢筋锈蚀失效机理及模型分析 第四节 高性能性能基材料特有组成的耐久性和内部反应的新破坏机理 一、C-S-H凝胶与Ca(OH)2的化学平衡 二、C-S-H凝胶的组成上的稳定区间 三、不同钙硅比C-S-H凝胶的结构 四、不同钙硅比C-S-H凝胶的稳定性 五、碱-集料反应及其机理 六、碱-硅酸反应抑制机理 七、C-S-H凝胶及其高分辨相 八、低碱度C-S-H凝胶的持碱作用 九、高性能水泥基材料抑制碱-硅酸反应效果及分析 第五节 高耐久性水泥基材料的设计方法与途径 一、人工神经网络技术对水泥基材料耐久性能的预测模型 二、混合材抑制碱-硅酸反应评价理论 三、提高水泥基材料工作性、体积稳定性和耐久性的技术途径 参考文献 书摘与插图 第一章 高胶凝性高阿利特水泥熟料矿物体系的研究 第一节 概述 社会向现代化发展的同时对水泥与混凝土的性能提出更高的要求：施工性更好、水化热更低、强度更高、体积更稳定、耐腐蚀性和耐久性更好；同时要求水泥生产和使用过程能够消纳尽可能多的其他工业的废弃物，有利于降低环境负荷。为此，国家重点基础研究发展规划（“973”计划）批准设立“高性能水泥制备和应用的基础研究”项目，旨在使水泥具有更高的强度、更优异的耐久性以及在水泥生产和使用过程中能够降低环境负荷。其基本思路是一方面提高水泥熟料的胶凝性，使之本身具有高强度的同时对以工业废渣制成的辅助胶凝组分有强的和持续的激发作用；另一方面把各类固体废弃物通过激活处理成具有良好的胶凝性或者潜在胶凝性的辅助胶凝材料，并且进行优化组合；最终由高胶凝性的水泥熟料和高活性的复合型辅助胶凝组分复合成高性能水泥。高胶凝性的水泥熟料在制备水泥时可以消纳更多的作为混合材料的工业废渣，也有可能使水泥水化形成的水泥石具有更致密的结构，从而使水泥基材料可能具有更优异的耐久性。水泥熟料是制备高性能水泥的关键组分，并将对混合材活性的激发起重要作用，因此，开发生产适于制备高性能混凝土的水泥熟料具有十分重要的意义。 …… |
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