1. 研究目的与意义（文献综述）

在胶凝材料中，混凝土尤其是硅酸盐水泥占有突出的地位。它是基础建设的主要原材料之一，广泛应用于工业，农业，国防，交通，城市建设，水力以及海洋开发等工程建设. 水泥混凝土的致命弱点为抗拉强度低、脆性大和韧性差等，从而易引发混凝土路面早期开裂、断板和错台等现象，严重降低了其服役性能和使用寿命。尤其是随着大型货运和超载超限车辆比重不断增加，其病害现象更为严重。现代工程对作为承重结构的混凝土性能要求越来越高。然而，在追求高强度的同时，由于混凝土脆性所导致的开裂破坏也越发突出。传统的如掺加聚合物乳液和添加纤维的技术，由于材料成本高，且掺入材料与混凝土自身属性差异较大，虽然改善了韧性，但也会损害混凝土的其他性能，如工作性和强度等。已有的增韧技术多基于毫米层次，不能从根本上改善水泥基材料的韧性。所以本次实验想要从微观结构出发，探究出一种更为稳定的增强混凝土韧性的方法。查阅相关文献得氧化石墨烯材料能够增强增韧混凝土结构，虽然氧化石墨烯的模板效应使混凝土结构更加密实从而达到高强度和高抗渗性的效果，但是由于氧化石墨烯在碱性环境中不易展开成片状结构，这限制了它在混凝土的应用。但是最近有一种提高海工混凝土抗渗抗裂性能的外加剂专利上市，该外加剂使用到了苝四甲酸酐，主要利用苝四甲酸酐优化孔结构，提高海工混凝土的抗渗性能、改善其工作性能；可大幅度提升服役于海洋环境中混凝土的耐久性能。苝四甲酸酐（PAT）是一种化工原料，其结构为，颜色呈鲜红色，每个苝四甲酸酐分子两端的酐通过氧化后打开成羧基-COOH，易与水泥水化产物C-S-H凝胶间通过Ca² 连接，从而形成长链状结构，在碱性条件下达到增韧的效果。目前学术界还没有关于苝四甲酸酐提高混凝土性能的研究，所以本实验想要从微观结构出发，探究出一种更为稳定的增强混凝土韧性的方法。

水化硅酸钙（C-S-H）是由水泥中的C3S，C5S或者阿里特和贝利特水化生成的一种无定形的物质，它可以通过人工的方法利用相应的的钙质和硅质材料合成。C-S-H凝胶在硅酸盐水泥水化物中占总体积的50%，并且是水泥基材料主要的强度来源之一。因而，C-S-H凝胶作为无机胶凝材料水化的主要产物之一，其化学组成、结构等对水泥浆体和混凝土的结构、耐久性起重要作用。C-S-H凝胶本身结构的多样性决定了C-S-H凝胶对水泥性能的不同影响和差异。本次实验是探究实验，主要研究苝四甲酸酐对C-S-H凝胶的微结构影响机理，从而探究出一种更为稳定的增强混凝土韧性的方法。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容及目标

1.pat与ca（oh）2应，寻找pat对ca离子浓度影响规律。

2.合成c-s-h凝胶，探讨不同掺量pat对ca离子浓度以及c-s-h凝胶微结构的影响规律。

3. 研究计划与安排

第1-3周：调阅查阅相关文献资料，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；同时准备实验合成c-s-h凝胶，完成英文文献翻译。

第4-6周：pat与ca(oh)2反应，寻找pat对ca离子浓度影响规律。

第7-12周：确定不同掺量pat的c-s-h凝胶合成（5组配比），分离c-s-h凝胶，表征c-s-h凝胶微结构；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] suryavanshi a. k., scantlebury j.d., lyon s.b.,mechanisms of friedel’s salt formation in cements rich in tricalciumaluminate[j]. cem. concr. res., 1996,26 (5): 717-727.

[2] jonesa m. r., macphee d.e., chudekc j.a., hunter g..studies using 27al mas nmr of afm and aft phases and the formation of friedel’ssalt[j]. cem. concr. res. , 2003 (33): 177-182.

[3] paul g., boccaleri e., buzzi l., salt formation insulfoaluminate cements: a combined xrd and 27al mas nmr study[j]. cem. concr.res., 2015 (67): 93-102.