1. 研究目的与意义
我国是一个农业大国，每年理论上会产生高达8.2亿吨的农作物秸秆，位居世界首位。我国新兴的生物质发电厂以燃烧生物质秸秆来进行发电，解决了秸秆露天焚烧带来的环境问题，但是产生的秸秆灰未得到妥善处理，也会对环境造成二次污染。随着各国逐步进入城市化和工业化的时代，水泥产业成为了世界上最大的产业之一。2015年，水泥的产量第一次超过40亿吨，其中中国水泥的年产量为24亿吨，占世界总产量的57.3%，位居世界第一。水泥作为国民经济建设的重要基础原材料，是高能耗、高排放、高消耗的产业，每生产1吨普通硅酸盐水泥就要释放将近1吨的二氧化碳（CO2），水泥工业排放的温室气体占整个工业的15%，并且将熟料煅烧至1450℃时，每生产 1千克水泥熟料就要消耗3-5兆焦的热能，能耗巨大。而我国的碳排放量仅次于美国，占世界水泥工业碳排放总量的22%。因此，降低水泥用量是目前降低温室气体排放、缓解环境压力行之有效的手段之一。目前，秸秆在建筑材料领域内目前的应用已相当广泛，秸秆消耗量大、产品附加值高，又能节约木材，很有发展前景。
2. 研究内容和预期目标
秸秆灰的主要成分是SiO2，高达60%～70%。其具有孔隙多，比表面积大的特点。根据这些特点可以将秸秆灰应用于多孔莫来石陶瓷、吸附剂、氧化硅的提取等方面。秸秆灰具有一定的火山灰活性，理论上可作为混凝土的掺和料使用。此外，秸秆灰中还含有活性 Al2O3，能够同水化反应中生成的 Ca(OH)2 进行反应形成水化铝酸钙，填充水泥基材料的内部孔隙，改善制品的力学性能。本试验从化学组成、矿物组成、微观形貌及孔结构特征等基础理化性能角度分析秸秆灰，在此基础，根据国家标准JG/T 486-2015《混凝土用复合掺和料》，探讨秸秆灰作为混凝土掺和料的技术性能指标。将秸秆灰使用３种不同活化处理方法以提高活性，将之按水泥质量的百分比(10%、20%和30%)等量取代水泥掺入到水泥砂浆中，分别对不同龄期砂浆进行抗压、抗折强度试验和 Ｘ射线衍射（X raydiffraction,XRD）以及扫描电子显微镜检测(Scanningelectronmicroscope,SEM)，对其力学性能和微观形貌进行分析。另外，针对秸秆灰中存在一定量的未燃炭，采用机械粉磨，降低其对混凝土性能的负面影响。同时采用XRD 测试了水泥-秸秆灰体系水化产物物相组成。
(1）研究秸秆灰对水泥基材料水化性能的影响；
（2）研究秸秆灰对水泥基材料工作性能的影响；
3. 研究的方法与步骤
本试验采用秸秆灰掺量作为影响因素，将秸秆灰分别以5%、8%和10%等质量替代水泥。从化学组成、矿物组成、微观形貌及孔结构特征等基础理化性能角度分析秸秆灰,在此基础上,根据国家标准JG/T486-2015《混凝土用复合掺和料》,探讨秸秆灰作为混凝土掺和料的技术性能指标。同时采用XRD测试了水泥-秸秆灰体系水化产物物相组成。
试验原料：水泥、秸秆灰、水、标准砂
试验仪器：X射线衍射仪、旋转黏度计
4. 参考文献
[1] 韩鲁佳, 闫巧娟, 刘向阳, 等. 中国农作物秸秆资源及其利用现状[J]. 农业工程学报, 2002, 18(3):87-91.
[2] 吴昊, 王正君, 陈茜, 等. 秸秆灰对砂浆力学性能影响和微观分析[J]. 黑龙江大学自然科学学报, 2022,(1),1-8.
[3]曹锋, 乔宏霞, 王鹏辉, 等. 新型活性混合材 料青稞秸秆灰的制备及性能[J]. 工程科学与技术, 2022,, 54(4):155-163.
5. 计划与进度安排
第一阶段（第1～3周）：2月20日～3月12日
准备试验原材料，试验研究，论文开题，写出开题报告；
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