1. 研究目的与意义（文献综述）

硅酸二钙(2cao·sio2，简式c2s)是水泥的主要矿物之一。硅酸二钙水化反应慢，早期强度低。普通水泥的主要矿物成分是硅酸三钙(3cao·sio2)、硅酸二钙(2cao·sio2)、铝酸三钙(3cao·al2o3)和铁铝酸四钙(4cao·al2o3·fe2o3)，是由石灰石和粘土烧结而成。硅酸二钙则是由氧化钙和二氧化硅化合而成，形成温度在800℃以上。当温度达到1350℃~1450℃时，二氧化硅和氧化钙会溶于液相之中，并发生反应生成硅酸二钙。硅酸二钙通常因溶有少量氧化物——al2o3、fe2o3、mgo、 r2o等而以固溶体形式存在。这种固溶少量氧化物的硅酸二钙称为贝利特，简称b-c2s。但由于β-c2s是一种热力学非平衡态，没有能稳定存在的温度区间，c3s和β-c2s是硅酸盐水泥中含量最高的两种水硬性矿物，但当水泥熟料缓慢冷却时，c3s会分解，β-c2s将转变成为无水硬性的γ-c2s。

由于如今各个国家以及地区对绿色环保等方面问题的重视，水泥行业也应当以环保、经济、节能作为发展的指向标。不过水泥生产过程中需要如何做到减排？在2010年《水泥技术》第一期韩仲琦《步入低碳经济时代的水泥工业》一文，文中对水泥生产过程中主要排放源和如何减排作了较为详细精辟的叙述和介绍，同时也提到开发低碳型水泥新产品和碱激发胶凝材料。文中介绍的硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铝酸盐水泥和阿利尼特水泥等，这类水泥需要 caco3 的量相对较少，排放的co2也较少，的确是低碳型的水泥，但这类水泥是比较特殊的非硅酸盐水泥，生产时需要比较多的铝矾土，因此不能代替硅酸盐水泥，所以我们研究硅酸盐水泥制备的节能减排是十分重要且有意义的。

但随着科学研究的不断深入，一直被认为是没有水化反应活性或者水化活性很低的γ-c2s，用差热分析和远红外光谱研究 γ-c2s 的水化性能， 结果显示 γ-c2s在水介质中5年的水化程度为20～25%，但是jernejcic研究表明，在温度升高特别是在有水蒸气存在的环境中，γ-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γ-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γ-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γ-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γ-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。在制备硅酸盐水泥的过程中，与c3s比较，c2s所需要的caco3要少，排放的co2也少，因此研究如何制备c2s以及了解它对水泥性能的影响具有重要的意义，而研究如何制备γ-c2s的意义显得更加关键重要。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容

通过选用水热合成结合低温煅烧工艺制备γ-c2s单矿，并研究其水化硬化机理与条件，为其实际应用提供技术方案。

研究目标及技术方案

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，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-12周：完成材料的合成制备，测试其性能，并对数据进行分析。

第13-14周：完成材料微观结构的测试分析，撰写论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]朱明,雪高瑞,穆元冬.γ-c_2s和β-c_2s的碳化与水化活性研究[j].硅酸盐通报,2017,36(09):3036-3040 3052.

[2]张雄,吴科如.γ-c_2s诱导激活技术途径的研究[j].上海建材学院学报,1992(z1):29-34.

[3]杨南如,王占文,钟白茜.活性β-c_2s的形成机理[j].硅酸盐学报,1986(04):385-391.