偏高岭土在混凝土中的应用

　　作为混凝土制备中的第六组分，矿物掺合料是高性能混凝土不可缺少的，如今国内外对矿物掺合料的研究已经发展到了一个较为成熟的阶段，从早期仅单一强调混凝土强度的提升到近年来对混凝土高性能化的注重，矿物掺合料已经成为配制优质水泥基复合材料不可或缺的辅助胶凝材料。偏高岭土是目前比较新型的矿物掺合料，其在混凝土中的使用还尚未普及。

　　偏高岭土是一种具有超强火山灰效应的矿物掺合料，偏高岭土中含有大量地无定型的非晶态SiO₂和Al2O3，这些活性物质能够大量地参与二次水化反应，提高混凝土的力学性能研究表明偏高岭土随掺量的增加，其抗压强度均呈现明显的增高，但偏高岭土的掺量过高则会严重影响混凝土的工作性能。

　　此外，目前在实际生产中，已经开始大量地采用矿物掺合料的复掺，复掺矿物掺合料能够更好地发挥各种掺合料各自的优点。本文分别研究了不同比例单掺偏高岭土和不同比例复掺偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉时混凝土的抗压强度和抗折强度，以期为偏高岭土的实际应用提供一些参考。

　　单掺偏高岭土强度

　　为了更加综合地研究偏高岭土对于混凝土性能的影响，测试了偏高岭土在 0、5%、10%和 15%四种掺量下对混凝土60 d 内的抗压强度和抗折强度的影响，测试结果分别如图 1～ 2 所示。偏高岭土掺量为 5%时的 7 d 和 14 d 抗压强度最高，随掺量的增加，抗压强度逐渐降低。当龄期超过 14 d 后，偏高岭土混凝土的抗压强度则是随其掺量的增高逐渐增高。抗折强度和抗压强度具有类似的规律，偏高岭土掺量为 5%时其 7 d 和 14 d 的抗折强度在所有掺量中最高。

　　偏高岭土对于混凝土的强度有明显的改善效果，经过高温煅烧而成的偏高岭土其内部有大量的活性SiO₂和Al2O3，这些活性物质能够快速地与水泥水化产物氢氧化钙发生二次水化反应，增加水泥混凝土的密实性，从而大幅度地改善混凝土的强度。

　　复掺偏高岭土强度

　　采用偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉三种矿物掺合料进行复掺试验。矿物掺合料的主要水化活性作用是与水泥的水化产物氢氧化钙发生二次水化反应，其反应程度和反应速率与矿物掺合料的种类以及掺量有着直接关系。图 3 ～ 4 分别是三种矿物掺合料在不同比例复掺下的抗压强度和抗折强度。

　　偏高岭土和粉煤灰的两者复掺能够显著提高混凝土的14 d 抗压强度，偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉的三者复掺能够显著提高混凝土的后期强度，包括其抗压强度和抗折强度，特别是偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉三者掺入比例为 10% ∶10% ∶5%时。

　　结论

　　(1) 单掺偏高岭土时，掺量 5%对于混凝土的早期强度有利; 对于混凝土的后期强度则是掺量越高，强度增长越明显。

　　(2) 偏高岭土、粉煤和矿渣粉的复掺相比于单掺 10%的偏高岭土，强度有明显的改善，特别是使用偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉三种矿物掺合料时，其掺入比例为 10% ∶10% ∶5%时为最佳。