1. 研究目的与意义（文献综述）

我国地域辽阔，海岸线绵长且海洋领域庞大，丰富的海洋资源有待开发和利用。而海洋资源开发必须要依托于海洋工程基础设施建设，如码头、跨海大桥、海上石油钻井平台、防波堤、海底隧道等建筑，这些建筑通常为混凝土结构。

面对比其他普通设施更为恶劣的海洋环境，需要迎接氯离子、硫酸根离子的腐蚀，干湿交替，海水冲刷，微生物附着和水化放热造成内外温差所带来的各项挑战，直接影响着建筑的寿命和耐久性。而其中由于氯离子侵蚀而导致的钢筋锈蚀则是破坏混凝土结构的最主要的原因。

氯离子会通过扩散作用、毛细吸附作用、渗透作用、迁移作用等方式侵入混凝土结构。原本由于水泥水化，生成大量的氢氧根离子使得整体环境呈强碱性，钢筋表面从而生成一层致密的钝化膜（主要为fe₂o₃和fe₃o₄）起到保护作用。而氯离子由于半径小活性大，易穿过钝化膜到达钢筋铁基体表面，造成局部酸化，ph值降低，钝化膜开始不稳定而被破坏。被破坏的钝化膜和未被破坏的又会分别形成化学电池的阴阳极，分别放出fe² 和oh^-，生成fe（oh）₂，加快了钢筋的锈蚀。

而水泥中某些成分具有固化氯离子的能力，水泥水化产物afm族化合物(c₃a和c₄af的水化产物)可化学结合氯离子生成friedel's salt (3caoa1₂o₃·cacl₂·10h₂o)、kuae1 salt(3cao·a1₂o₃·1/2caso₄·1/2cacl₂·10h₂o)等含氯铝酸盐化合物，且c-s-h凝胶可以物理吸附氯离子。zibara研究了c₃a、c₄af、c₃s、c₂s单矿各自对氯离子的固化,发现c₃a对氯离子的固化起着至关重要的作用,特别是当氯离子浓度高时起着决定性的作用;c₄af的固化能力是c₃a的1/3。csizmadia等研究了含c₃a 1.41%的抗硫酸盐水泥对氯离子固化的影响,发现抗硫酸盐水泥具有一定的固化能力,认为这是由于氯盐与c₄af生成了类friedel盐的化合物(氯铁酸钙盐（c₃f·cacl₂·10h₂o）),并用xrd和dsc证实了他们的结论。由此可见，适当提高c₃a的含量，对抵抗氯离子的侵蚀是有利的。但由于海水中的so₄^2-优先与afm族化合物反应造成硫酸盐腐蚀，而加剧氯离子腐蚀，同时c₃a水化时放出大量的热，均不利于水泥的耐久性。故提高c₄af固化氯离子的能力成为解决方向之一。

2. 研究的基本内容与方案

2.1实验目的

1. 熟悉并掌握制备水泥的一系列流程，锻炼独立实验的能力；

2. 通过解决实验过程中出现的问题加深对课题的理解，提高思考问题解决问题的能力，形成研究所需的思维体系；

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   3. 研究计划与安排

   第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需要原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

   第4-8周：根据实验方案，合成c₄af单矿；

   第9-12周：进行相关测试，对测试结果进行分析；

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]黄文，文寨军，王敏.海洋工程用水泥研究进展[j].硅酸盐通报，2017,36（11）:3708-3713.

   [2]吴梦雪, 姚武, 李晨, 等. 硼、钠复合掺杂对贝利特-硫铝酸钙水泥性能及微观结构的影响[j]. 材料导报, 2017, 31(5): 128-133.

   [3]管宗甫. 高阿利特水泥熟料的烧成和掺杂阿利特的研究[d]. 中国建筑材料科学研究院, 2005.

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