原材料对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系的影响和调控的基础研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51402057
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    马玉玮
  • 依托单位：
    广州大学
  • 学科分类：
    E0202.无机非金属基础材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Alkali-activated material is a promising building material with a great potential for sustainable development. The alkali-activated fly ash/slag blended system presents a better engineering performance, compared to the single alkali-activated system. However, the quality of the raw material, i.e. fly ash and slag, is variable and difficult to control; further, the reaction mechanism of the fly ash/slag blended system is unclear, which together limit the industrial application of this material. In this project, the effect of the particle size distribution, content and weight proportion of the active constituent (SiO2、Al2O3、CaO、MgO) in the raw materials and the activator content on the alkali-activated fly ash/slag blended system are studied with respect to the reaction process, reaction products, microstructure development and engineering properties. Based on this knowledge, the composition and structure of the reaction products, as well as the pore size distribution of the alkali-activated fly ash/slag blended system is optimized by adjusting the initial packing density and reaction process of the fly ash and slag, in order to obtain an alkali-activated material with excellent engineering property. This project will provide the optimization principle for mixture design of alkali-activated fly ash/slag blended system. Meanwhile, the reaction kinetics and microstructure evolution process of alkali-activated fly ash/slag blended system are revealed. In this project, the theoretical basis for the efficient utilization of industrial by-products in alkali-activated material is provided. Further, this project is an important fundamental study for promoting the energy saving, resources conservation and emissions reduction of concrete industry and low-carbon economic development.
碱激发材料是目前最具发展潜力的绿色胶凝材料之一。碱激发粉煤灰/矿渣复合体系比碱激发单一体系在工程性能上更具优势，但由于粉煤灰、矿渣等原材料性质波动较大，难以控制，复合体系反应机制尚不明确，极大限制了其工业应用。本项目拟在系统研究原材料的粒径分布和各活性成分（SiO2、Al2O3、CaO、MgO）的含量与配比、碱激发剂掺量等因素对碱激发反应进程、反应产物、微观结构及宏观性能影响的作用机制的基础上，通过优化浆体初始颗粒的堆积状态和各活性成分反应进程来从物理、化学两方面调控复合体系中反应产物的组成、结构与孔隙分布，获得宏观性能优异的碱激发材料。在建立碱激发粉煤灰/矿渣复合体系初始组成的优化匹配原则的同时，揭示其反应动力学过程与微观结构演化规律。本研究将为工业废渣在碱激发材料中的科学高效利用奠定理论基础，是一项推进混凝土行业节能减排和低碳发展的重要基础研究工作。

结项摘要

碱激发材料作为一种新型的绿色胶凝材料被广泛研究，其中，原材料对碱激发材料性能的影响是本领域的一个重要问题。本课题以粉煤灰、矿渣为原材料，系统研究了原材料的颗粒组成和各种活性成分及碱激发剂对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系反应进程、反应产物、微观结构及宏观性能作用机制；在此基础上，揭示原材料中影响碱激发材料反应进程及性能的关键参数，得到初始组成的优化配比方法。在以下几个方面取得了创新性成果：.（1）揭示了不同粉煤灰与矿渣对碱激发粉煤灰/矿渣复合体系早期性能及反应进程的影响：低钙粉煤灰中原材料的物理性能对碱激发粉复合体系的影响更显著，粉煤灰比表面积过大，导致反应液相环境不足，灰体颗粒反应不充分，材料凝结快，反应热低，微观结构松散，对应抗压强度低；而低钙粉煤灰的化学活性对碱激发复合体系性能的影响并不明显。粉煤灰中CaO含量越高，体系凝结越快，早期反应放热越高，早期抗压强度越高，然而后期强度增长较慢。对于高炉矿渣，研究发现矿渣的碱度系数是影响碱激发粉煤灰/矿渣性能的重要参数，矿渣碱度系数越高，碱激发复合体系反应诱导期时间越短，凝胶生成所对应的放热峰出现时间提前且峰值越高，累计放热量越高，碱激发材料微观结构越致密，对应抗压强度越高。而当矿渣碱度系数相差不大时，矿渣中MgO对碱激发反应促进作用比CaO更强。.（2）揭示了碱激发剂与粉煤灰/矿渣掺量对碱激发复合体系影响机制：激发剂模数越大，碱溶液中硅的聚合度越高，碱激发活性越弱，反应放热越慢，累计放热量越小，产物中硅含量越高，早期微观结构更致密，毛细孔增加，表现出早期强度较高，但后期强度发展较慢。.（3）揭示了碱激发粉煤灰自收缩机理与普通硅酸盐水泥不同：水在碱激发反应缩聚过程中会脱水重新排出，并不会引起材料内部湿度的下降；而碱激发矿渣的自收缩机制与水泥类似，是由材料反应自干燥过程引起；同时，建立了碱激发材料微观力学性能与反应组分及孔结构之间的联系。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（4）
Preparation of pH-sensitive core-shell organic corrosion inhibitor and its release behavior in simulated concrete pore solutions
pH敏感核壳有机缓蚀剂的制备及其在模拟混凝土孔隙溶液中的释放行为
  • DOI：
    10.1016/j.matdes.2017.01.063
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Materials and Design
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Zhu Yangyang;Ma Yuwei;Yu Qijun;Wei Jiangxiong;Hu Jie
  • 通讯作者：
    Hu Jie
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ma Y.;Ye G.;Hu J.
  • 通讯作者：
    Hu J.
The shrinkage of alkali activated fly ash
碱活化粉煤灰的收缩
  • DOI：
    10.1016/j.cemconres.2014.10.024
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Cement and Concrete Research
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Y. Ma;G. Ye
  • 通讯作者：
    G. Ye
粉煤灰物理化学性能对碱激发材料的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    梁健俊;马玉玮;黄科;李源;焦楚杰
  • 通讯作者：
    焦楚杰
The effect of micelles with random pH-sensitive/hydrophobic structure on the workability, hydration process and microstructure of cement paste
随机pH敏感/疏水结构胶束对水泥浆体和易性、水化过程及微观结构的影响
  • DOI：
    10.1039/c6ra26643f
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    RSC ADVANCES
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhu Y. Y.;Hu J.;Ma Y. W.;Xie H. B.;Guo W. H.;Wei J. X.;Yu Q. J.
  • 通讯作者：
    Yu Q. J.

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    梁健俊;马玉玮;黄科;李源;焦楚杰
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    贾孟辉

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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