1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人类生活水平的提高，能源问题也日益凸显了出来，不可再生能源的消耗殆尽，环境问题的严重恶化，都使得研发出新型高效可持续的能源供应体系成为科研领域的重中之重。建筑垃圾在城市垃圾中的比例高达30%~40%,其中废弃混凝土占34%。因内外学者对废弃混凝土的资源化利用的主要技术途径是回收其中的粗骨料,进行再生骨料和再生混凝土及其力学性能和耐久性的研究分离出的废弃水泥质量在混凝土中占30%,主要是作为路基材料或者烧制水泥的原料。研究表明,废弃水泥浆经水热高温作用后可以重新获得水化活性。但总体来说,提高废弃水泥石的利用效率,对开拓新的资源化途径具有重要意义。

矿物碳酸化是- 一种安全、永久的引碳方法,引起了因内外研究人员的重视。富含钙、镁的固体废弃物,如用废弃混凝土(废弃水泥石)、钢渣等代替天然矿石来进行固碳,同时制备建材制品，具有很好的发展前景。

硅酸二钙(c2s)是硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成之一,共有α、αl、αh、β、γa、ah、al、b和y五种晶型。其中a、ah、al、这四种晶型只有在较高温度或者离子掺杂的情况下才能稳定存在，y-c2s在常温下是热力学稳定的，随着温度的降低，其它晶型的c2s会逐渐转变为y-c2s。然而在硅酸盐水泥熟料的工业生产中，往往通过采取急冷操作抑制b-c2s向y-c2s的转变。这是因为y-c2s一直被认为是没有水化反应活性或者水化活性很低" ,而b-c2s能够缓慢水化有利于水泥材料长期性能的提高。这也造成了对y-c2s的研究长期被忽视，人们对其基本的化学活性认识不足，许多观点仍然停留在数十年以前。例如bensted2i 用差热分析和远红外光谱研究v-c2s的水化性能，结果显示y-c2s在水介质中5年的水化程度为20~25%。但是国外研究表明，在温度升高特别是在有水蒸气存在的环境中，y-c2s能迅速与水蒸气反应生成水化硅酸钙。这些早期研究证明y-c2s并不是完全没有水化能力，通过改变反应条件是可以与水发生反应的。而近期有研究发现y-c2s与二氧化碳有较高的反应活性，生成碳酸钙和二氧化硅胶体,甚至可以通过碳化使得y-c2s产生可观的强度，例如higuchi等研发了名为co2-suicom的新型环保混凝土，其主要组成材料为v-c2s和粉煤灰，大幅降低了水泥用量，但是碳化养护后，其强度可达到甚至超过一般混凝土，并且可以实现二氧化碳的负排放。但是对于y-c2s碳化的过程、产物等方面还有很多需要研究的内容。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：选择分析纯钙硅质试剂，按照ca/si=2的配比配制原料，粉磨混合，煅烧制备硅酸钙矿物材料，检测其物相组成、晶型和f-cao含量；

材料表征：对干法压制成型和冷等静压成型方法制备的储碳材料的孔隙分布进行表征，研究其结构均匀性。 通过xrd、背散射孔隙率、碳化放热测试等方法，研究碳化过程中材料的碳化程度和结构变化。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成外文翻译，明确研究内容，了解研究所需基本理论知识及仪器设备，确定实验方案，完成开题报告。

第4-11周：按照实验方案制备实验样品，对样品进行相关的结构性能测试。根据分析结果，调整试验方案，补充相关测试。

第12-14周：整理前期实验工作所得数据和资料，结合相关参考文献，完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈友德. co2 减排水泥 solidia 气硬性水泥, 混凝土 [j].水泥技术, 2015, 1): 105-106.

[2] watanabe k, yokozeki k, ashizawa r, et al. highdurability cementitious material with mineral admixtures and carbonation curing[j]. waste manag, 2006, 26(7): 752-7. [1]

[3] 盛罔実, 张友海, 横関, et al. “co2-suicom”——co2 负排放新型环保混凝土 [j]. 混凝土世界, 2014, (5): 35-39.