太原理工大学董晓强带着2024年第8篇SCI来了！
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Construction and Building Materials
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Study on the synergistic effects and eco-friendly performance of red mud-based quaternary cementitious materials
Cui W.; Liu J.; Duan W.; Xie M.; Li X.; Dong X.
Published：2024-05-17
DOI：10.1016/j.conbuildmat.2024.136352
研究背景
在当今社会，处理铝土矿制成铝的过程中，红泥作为主要副产品，由于其显著的碱性和大量的重金属含量，引起了环境担忧。传统方法存在一定局限性，因此这项研究提出了一种创新解决方案，即利用红泥、钢渣、粉煤灰和磷石膏共同生产一种新型低碳、环保的胶凝材料。
研究内容
这项研究利用先进技术如X射线衍射、热重分析、傅里叶变换红外光谱、汞入侵孔隙度测定、扫描电子显微镜和能谱分析等，对胶凝材料进行了全面评估，揭示了它们的协同机制。此外，还采用人工神经网络和遗传算法来优化四元胶凝材料的配比，旨在预测和提高材料的力学强度。研究表明，四元胶凝材料在抗压强度、水化性能、微观结构和环境性能方面优于传统的二元和三元材料。尤其是在水化反应中，钙铝硅酸盐水化物和钠钙硅酸盐铝酸盐水化物凝胶含量的增加以及更密实的基质结构突显了四元体系的协同效应。通过配比优化，抗压强度显著提高至21.4 MPa。环境评估显示，与传统水泥相比，这种复合材料有效固化了Na+，非可再生资源和能源消耗分别降低了84.7%和83.8%，突显了其环保和节能优势。这种方法解决了红泥储存问题，生产符合标准的绿色建筑材料，实现了资源和环境目标。
研究意义
这项研究的创新之处在于提出了一种有效利用废弃物的方法，生产出环保、高性能的胶凝材料，为解决环境问题和资源利用提供了新思路。通过优化配比，不仅提高了材料的力学性能，还减少了对非可再生资源的依赖，有望在建筑行业中推广应用，为可持续发展贡献力量。
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