偏高岭土做混凝土掺合料的研究现状.docx
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1、偏高岭土做混凝土掺合料的研究现状摘要偏高岭土是高岭土经过适当的温度煨烧后得到的种高活性的活性矿物。它用作混凝土的掺合料不但能够有效地增加混凝土的强度特别是早期强度,增强混凝土的抗硫酸盐侵蚀,降低混凝土的氯离子渗透性,而且可抑制混凝土的碱-集料反应,降低混凝土的收缩并改善混凝土的孔结构。偏高岭土是一种高性能的混凝土矿物掺合料。关键词偏高岭土混凝土力学性能耐久性能孔结构水化中图分类号:TU528AReviewonUsingMetakaolinasaMineralAdmixtureforconcreteWangZhiyongWangMinJiLinChenXufeng(ChinaBuildingMa
2、terialsAcademyBeijingZhongyanSpecialEngineeringMaterialsCorp.,Beijing100024)AbstractMetakaolinisahigh-reactivemineralproducedbythermalprocessingofkaolinite.Literaturesshowthatusingmetakaolinasamineraladmixtureleadstoenhancedperformanceofmortarsandconcrete,suchbenefitsincludinghigherstrengthespeciall
3、yearlystrength,increasedsulfateresistance,lowerchloridepermeability,restrainedASR,reducedshrinkageandrefinedporedistribution.Metakaolinisakindofhigh-perfbrmancemineraladmixtureforconcrete.Keywordsmetakaolin;concrete;mechanicproperties;durability;poresizedistribution;hydration随着混凝土材料的发展,特别是高强高性能混凝土的大
4、量应用,矿物掺合料已经成为水泥、砂、石子、外加剂、水之外的第六种组分。本文就近年来偏高岭土作混凝土掺合料的研究现状进行了系统整理并做综合性介绍。1偏高岭土偏高岭土(metakaolin,A2S)是由高岭土在适当的温度下脱去结晶水得到的一种高活性的过渡性矿物。ASiH2AS2+2HBarger等人将不同温度卜燃烧的高岭土进行了XRD测试发现,从500起高岭土的衍射峰开始减少,600以上就看不到高岭土的衍射峰,600CTOO(TC殿烧的高岭土只出现少量石英的衍射峰,UO(TC开始出现莫来石的衍射峰。高岭土的差热分析图E显不,在500-600C之间有一个大的吸型峰,在约IOo(TC处有一个尖锐的放热
5、峰。这些证据表明,高岭土在加热到500-6O(TC时结构发生破坏,失去结晶水,生成非晶态的偏高岭土,如果加热到100(TC时,偏高岭土就转变成莫来石。因此活性偏高岭土的燃烧温度通常在600900C,并且根据产地、纯度以及结晶度的不同其最佳的燃烧温度也有所不同。张智强等研究认为,偏高岭土基本上保持了高岭石的晶格结构,仅有序性下降了,即保持高岭石的Si-O网层不变,Al-O网层发生了紊乱,而且张智强认为Ap+的配位数由高岭石中的6变成了偏高岭土中5。偏高岭土的结构中由于AIQ网层的紊乱,结构中存在着大量的缺陷,具有很高的活性。2偏高岭土对混凝土性能的影响2.1 对新拌混凝土性能的影响Wong等人研
6、究了掺偏高岭土和硅灰对混凝土坍落度的影响。研究结果显示,掺偏高岭土使得混凝土的坍落度有所减小,但比掺硅灰造成的坍落度损失小。赵风利采用了水泥静浆(参照GB1596标准)和混凝土(参照GB8076/997标准)需水量方法进汪智勇:男,1983年生,硕士研究生Tel:OlO-51167972Email:yinglv行了掺10%偏高岭土和硅灰的水泥与基准水泥需水量对比的试验,其结果表明掺偏高岭土水泥与基准水泥的需水量之比平均为112%,掺硅灰的水泥与基准水泥需水量之比平均为133%,掺硅灰需水量比掺偏高岭土高10%以上。研究表明口,掺偏高岭土后水泥凝结时间比基准水泥有所提前,这与硅灰延迟水泥的凝结时
7、间是相反的。2.2 对混凝土力学性能的影响偏高岭土的掺入使得混凝土强度有较大幅度的增加。Caldarone等人研究了掺偏高岭土和硅灰对混凝土抗压强度的影响。其研究结果显示,掺5%和10%的偏高岭土与硅灰对混凝土的强度都有较大的提高,特别是早期强度。掺5%和10%的偏高岭土的混凝土的三天强度分别是基准混凝土的145%和173%,与掺硅灰的相当(掺5%和10%的硅灰3天强度分别是基准混凝土的155%和160%)。而7,28,90,365天的强度表明,掺偏高岭土的混凝土抗压强度全面超越掺硅灰的混凝土,比相同龄期的基准混凝土抗压强度提高约20%O该实验中采用配比的是固定用水量,随着矿物掺合料的增加,胶
8、凝材料是在增加的,而w/b是减小的,因此强度提高有一部分贡献是来自胶凝材料的增加和w/b的减小。POOn等研究了在固定w/b的条件下,掺偏高岭土和硅灰对混凝土抗压强度的影响。研究报告表明,掺偏高岭土的混凝土早期强度和后期强度均比基准混凝土的强度有所提高,掺5%的偏高岭土的混凝土各龄期强度均比基准混凝土提高10%左右,掺10%偏高岭土的混凝土各龄期强度均比基准混凝土提高20%左右,掺20%偏高岭土的早期强度略低于掺5%偏高岭土的混凝土,后期强度与掺5%的相当。研究结果还显示,掺相同比例的硅灰的混凝土早期强度比掺偏高岭土的混凝土低,但其后期强度迅速赶上来。掺偏高岭土和掺硅灰的混凝土的后期强度比较接
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