[精品文档]973项目申报书——20xxcb623100-水泥低能耗制备与高效应用的基础研究

[精品文档]973项目申报书——20xxcb623100-水泥低能耗制备与高效应用的基础研究内容摘要：

合能及其温度场的影响。 ，初步研究新型水泥粉磨系统粉磨动力学与能量传递过程；实验室合成聚羧酸盐类新型助磨剂。 凝材料的矿物组成、溶出离子性质、 玻璃相聚合度 、与水反应进程以及 复合水泥颗粒特征、堆积状况、表面结构 和 浆体断裂 结构特征。 水泥浆体初始结构对水泥浆体结构大致的演变规律。 研究复合水泥浆体 纳微米尺度组成与结构的表征技术 以及 水泥浆体力学、变形、离子结合和 流体迁移等性能的试验方法。 低钙体系中 CSH 稳定的最低碱度、矿相转变的规律 ； 进行多因素环境条件下的混凝土性能变化试验 ； 测试单矿完全水化后，受到外界氯盐介质侵蚀时固化氯离子的能力。 1. 初步阐明掺杂离子，温变对阿利特微结构的影响，建立阿利特微结构表征方法。 2. 确定原料矿物分解新生物相的反应活性、化学结合能，初步建立最佳的分解反应过程控制。 3. 建立可控且稳定运行的新型粉磨试验装置，完成不同方荷载式下 破裂过程仿真和符合实际的 有限元计算模型。 4. 建立胶凝材料的组分特征与水化进程之间的关系；阐明 水泥 辅助胶凝材料复合体系中颗粒群分布 与复合 水泥 浆体初期 结构 与性能 的 关系。 5. 初步建立复合水泥浆体纳微米尺度上CSH 凝胶、 CH、 AFt 或 AFm 等组成与孔、界面等结构的表征方法和水泥浆体性能的测试方法。 6. 初步探明水泥单矿固化氯离子的能力和机理 ； 完善耦合作用下混凝土耐久性测试装置。 7. 发表学术论文 19 篇，申报发明专利 1项，培养博士生 3 名，硕士生 13 名，召开 1 次国内学术会议。 16 研究内容 预期目标 第 二 年 1． 进一步研究 阿利特介稳程度 、微结构 和 熟料矿物形貌与其水化活 性的关系 及 调控 ；初步研究 掺杂物质 对高胶凝性 熟料 的 物理和化学作用、主矿物相和重要的新相组成匹配与设计。 2． 熟料形成过程中， 固相反应的热、动力学过程、放热效应和自维持反应机理。 3． 新型粉磨系统能量传递机理；初步研究新型粉磨系统对不同粉体组分（熟料、矿渣、粉煤灰等）水泥颗粒特性的影响规律；新型助磨剂的结构表征和改性。 4． 研究水泥基材料 复合体系初始液相成分 、 粘度、屈服点等流变性 能，以及 辅助胶凝材料表面能与成核势垒的内在关系 及其 经时变化等方面的影响规律。 5． 研究复合水泥浆体纳微米尺度固相组成和结构 、 水泥浆体颗粒间界面结构 、 孔 结构和孔溶液随水泥浆体组成和时间的变化规律。 研究复合水泥浆体的强度、变形、离子结合和流体迁移等性能。 6． 用 电学－超声综合方法评价水泥基材料的传输性能 ； 研究水泥基材料内部裂缝 、 孔、界面结构与其渗透性的关系及对液体传输特性的影响 ；研究 化学外加剂、多种侵蚀离子协同作用对水泥基材料固化的侵蚀性离子稳定性的影响机理 ； 进行硫酸盐环境及 耦合作用下混凝土耐久性试验。 7． 中期评估 1. 阐明实验室制备的阿利特矿物介稳化过程 、 介稳程度和缺陷形态与活性的关系。 2. 确定固相反应阶段过程动力学，建立放热反应及放热量的表征方法，阐明固－液相反应热 焓互补机制。 3. 在建立新型高效水泥粉磨试验流程装置基础上，初步提出小能量、高离心力场下水泥粉磨动力学方程和能量传递机理，从宏观上确定新型粉磨过程的能量利用率及其主要影响因素。 4. 初步完成 水泥基材料－化学外加剂体系的流变学特征、相容性和初始结构形成研究 ； 提出实现水泥水化体系中熟料组分胶凝性高效发挥 ， 促进辅助性胶凝材料表面水化的方法。 5. 确定复合水泥浆体纳微米尺度 CSH 凝胶等组成与孔、界面等 结构的表征方法。 初步阐明复合水泥浆体 CSH 凝胶等水化产物及结构、孔及界面 结构 等 形成机制。 6. 初步确定 水泥基材料水化产物和 浆体结构稳 定性的主要影响因素；初步建立实际结构混凝土的渗透性现场检测方法 ； 初步提出基于耐久性的水泥基材料组成设计的基本调控原则。 7. 发表 学术 论文 57 篇 ，申报发明专利 7项， 培养 博士生 12 名，硕士生 25 名，博士后 1 名。 召开 1 次国际学术会议、1 次国内学术会议。 17 研究内容 预期目标 第 三 年 1. 深入研究 掺杂 元素 和变温过程对 熟料中 阿利特介稳程度和相结构的影响 及 表征 ，完善阿利特微结构与熟料性能的关系；以及掺杂作用条件下，高胶凝性熟料矿相匹配优化研究和作用机理研究。 2. 熟料形成过程中 高温熔体的性质及对阿利特形成的影响，阿利特晶核形成及生长机理。 3. 新型粉磨过程参数优化（操作参数、助磨剂、产品颗粒群特征等）；物料形状和尺寸对破碎所需最小能耗的影响；新型粉磨系统中 熟料、辅助性胶凝材料及水泥体系的颗粒特性与水泥性能的关系。 4. 优化控制 水泥熟料 辅助胶凝材料复合体系 性能的 颗粒群特征参数 ；研究 复合体系动力学参数 、化学外加剂对 不同材质辅助胶凝材料表面位能的影响方式和途径。 5. 研究水泥浆体固相组成与结构 、孔 组成和结构的形成 机制和调控技术。 研究复合水泥浆体 初始组成对其 强度、变形、离子结合和流体迁移等性能演变规律的影响。 6. 研究低钙 水泥 基材料体系中水化产物稳定的最低碱度、矿相转变的规律 、 水化产物固化侵蚀性离子的性能 及机理 、 外界侵蚀性介质的传输机制 ； 继续研究硫酸盐环境 及 耦合作用下混凝土耐久性试验。 1. 确定熟料中阿利特矿物的最佳微结构。 初步确定高胶凝性水泥熟料的矿相匹配。 确定 熟料形成 最佳的热力学控制参数，完善形成反应动力学方程。 2. 建立新型粉磨系统中操作参数与不同粉体颗粒群特性的关系；揭示新型粉磨系统产品与水泥性能的关系；阐明助磨剂对新型粉磨系统中粉磨动力学方程和参数的影响。 3. 初步 建立水泥 辅助胶凝材料复合体系中颗粒群以及水化进程的优化匹配理论 ，建立低水灰比大掺量胶凝材料体系中胶凝组 分与化学外加剂相互作用机理 ； 初步掌握化学外加剂中功能性基团作用与合成条件。 4. 阐明复合水泥浆体 中 CSH 凝胶和 CH等水化产物和孔 结构的 演变规律和 形成机制。 初步明确水泥浆体强度、变形、离子结合、流体迁移等性能的演变规律。 5. 建立与侵蚀介质相关的孔隙结构的基本描述与表征方法 ； 建立电学－超声联合测试方法 ； 确定水泥基材料水化产物和浆体结构稳定性的主要影响因素； 阐明多离子侵蚀性介质在水泥基材料中的渗透 扩散规律。 6. 发表 学术 论文 67 篇 ，申报发明专利 8项， 培养 博士生 14 名，硕士生 28 名。 18 研究内容 预期目标 第 四 年 1. 研究高胶凝性熟料矿相 匹配与其烧成热耗和性能的关系，并将课题组制备的低能耗高胶凝性水泥熟料与水泥企业制备的水泥熟料进行对比。 2. 冷 、热态试验和计算机反应过程热、动力学模拟研究悬浮态和堆积态下，熟料形成过程及传 热、传质特性。 3. 深入研究磨筒内的钢球运动、原料颗粒、水泥组分粉体颗粒的运动动力学的数学模型与计算机模拟方法与数值模拟分析；深入研究机械粉碎 力及助磨剂对 水泥 熟料、辅助性胶凝材料的物理、化学作用机理与效应。 4. 研究调控 辅助胶凝材料的表面能 的 方法 、 水化产物容易生成的环境条件 、 水泥石显微结构与强度的 关系；研究不同胶凝材料组成和掺量以及环 境条件对 水泥基材料水化过程中组成结构与早期塑性收缩性能的影响。 5. 探讨水泥浆体组成和结构与强度、变形、离子结合和流体迁移等性能之间的关系。 开展复合水泥浆体结构的计算机模拟。 研究复合水泥浆体结构模型。 6. 研究 水泥基材料 介质传输基本规律及其影响因 素 ； 研究低能耗水泥早期水化特性、浆体结构及组成对水泥基材料体积稳定性、早期变形、抗开裂能力的影响和作用机理 ； 继续研究多因素 耦合作用下水泥基材料微结构的演化过程及损伤机理。 1. 确定低能耗高胶凝性熟料相匹配的最优化，初步阐明熟料匹配优化机理，完善水泥科学理论。 2. 确定 熟料形成 最佳 的热力学控制参数，完善形成反应动力学方程。 3. 揭示粉磨工艺中水泥颗粒特性的形成及改善机理和机械力化学改性机理及其影响因素， 提 出水泥粉体颗粒特征较优的粉磨过程控制方法； 给出多向应力下粉碎裂纹阻力和裂纹扩展准则。 4. 开发出 高效发挥熟料组分胶凝性 和 促进辅助性胶凝材料表面水化的技术和方法 ， 建立高性能复合水泥早、中、后期强度协调发展机制 和 水化过程中组成结构与早期塑性收缩的关系 ；完成化学外加剂的功能性设计。 5. 初步构建复合水泥浆体的纳微米 尺度的 结构模型。 建立复合水泥浆体计算机模拟模型与技术。 6. 建立混凝土材料耐久性能数据库 ； 提 出在不同使用条件下 低钙水泥 基材料的长期化学稳定性的基本判据 ；提出 低温硫酸盐环境中含有石灰石粉的混凝土发生碳硫硅钙石破坏的机理 和 相应抑制方法。 7. 发表 学术 论文 74 篇 ，申报发明专利 10项， 培养 博士生 16 名，硕士生 32 名，博士后 1 名。 19 研究内容 预期目标 第 五 年 1. 完善低能耗高胶凝性熟料中阿利特微结构、相匹配与其性能的关系；确定工业生产相关工艺参数，以及稳定生产低能耗高胶凝性熟料。 2. 熟料分段烧成动力学及过程控制的应用技术，强化水泥熟料煅烧的窑炉技术及高能效窑炉工艺技术原型。 3. 完善离心力场中水泥粉磨动力学、颗粒形态特征的研究，各操作参数对水泥粉体性能的影响规律；完善研究粉碎机械力及助磨剂对水泥活性和结构的影响。 4. 复合胶凝体系 中 水泥熟料 辅助胶凝材料复合胶凝效应特征方程 数学 模拟 和 水泥熟料与各类辅助胶凝材料的最佳化学活性匹配的量化范围；研究辅助胶凝组分在不同溶液中的反应产物的生长、演变过程及界面结构的形成机制 和复合体系的 材料组成、环境参数与 早期开裂本构关系。 5. 深化研究复合水泥浆体组成和结构与其性能的关系。 构建基于性能优化的复合水泥浆体结构模型。 6. 继续进行水泥基材料长期性能和微观结构变化的观察工作 ； 研究水泥基材料的变形特性和非荷载开 裂敏感性对侵蚀性介质传输机制的影响规律。 7. 总结、验收。 1. 在低能耗高胶凝性水泥熟料制备理论和技术方面 取得 较大创新 ；同时 在先进新型干法窑上，稳定生产高胶凝性水泥熟料，28 天抗压强度稳定达到 65MPa,同时熟料烧成节煤 10％。 2. 提出在现有预分解窑上实现熟料分段形成过程控制和能量最佳配置的重大技术措施，建立高能效窑炉相关的工艺技术参数，优化窑炉工艺运行状况和产品性能，实现高性能水泥熟料低能耗制备（窑炉节能 200kJ/kg，增产 10％以上的示范） 3. 建立新型高效粉磨过程中能量传递理论及 多因素交互作用下水泥粉磨的最小 能耗优化理论； 建立不同水泥颗粒组合的水泥的强度发展和预测模型。 提出 助磨剂改性的水泥熟料矿物和辅助性胶凝组分与水泥各项性能之间的内在联系与规律。 4. 完成水泥 辅助胶凝材料复合体系的优化复合，实现工业生产水泥，保持水泥整体细度不变， 级水泥熟料用量减少10％ ； 开发 1～ 2 种功能性化学外加剂，调控和优化水泥熟料 辅助胶凝材料复合体系水化进程和空间结构 ； 建立材料组成、环境参数等与塑性浆体及水泥基材料收缩开裂本构方程。 提出降低水泥基复合材料塑性收缩的技术与方法。 5. 阐明水泥浆体纳微米尺度组成和结构与宏观性能的关系及水 泥浆体纳微米尺度结构的调控机制。 建立复合水泥 浆体 理想结构模型。 6. 提出低钙组成设计中决定矿物掺和料最大掺量的基本判据 ； 阐明介质传输基本规律及其影响因素，提出其结构优化与控制机制 ； 建立基于经验的 多因素耦合作用下钢筋混凝土的寿命预测理论与方法。 7. 发表 学术 论文 67 篇 ，申报发明专利 6项， 培养 博士生 14 名，硕士生 31 名。 召开 1 次国际学术会议、 2 次国内学术会议。 范文最新推荐 20 财务一周工作小结 [财务一周工作小结 ]财务一周工作小结 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