偏高岭土对混凝土抗碳化性能的影响分析

■文小忠 ■兰州宏峰混凝土有限公司，甘肃 兰州 730000

偏高岭土称之为高岭土，其在一定温度下经过脱水可以生成无水硅酸铝。同时高岭土经过加热和脱水处理过后，尽管保持原本的层状结构，可是原子间出现相对比较大的错位变化，最后变成结晶度相对比较差的偏高岭土。对此，偏高领土中存在的原子排列为不规则的，一般表现为热力学的介稳状态，并且在合理激发作用之下具备良好的胶凝性。近些年来，国外对于偏高领土的分析与研究，尤其是在建筑材料运用方面，已经领先我国，同时在应用高岭土研发制作的水泥基材料也取得明显进步，为社会经济的建设与可持续发展奠定了坚实基础。因此，加强国内偏高岭土对混泥土碳化性能的影响有着深远意义。

1 偏高岭土研究现状与特点分析

混凝土是土木工程项目中十分重要与应用最为普遍的建筑材料，对于混凝土的耐久性和施工性以及强度等多个方面，我国有关部门与人员进行了大量研究。特别是混凝土自身的耐久性问题已是所有国家材料科学工作人员重点研究目标。由于混凝土在浇筑过程中就会遭受碳化和碱骨料反应以及冻害等多种破坏，而碳化问题比较普遍。在混凝土碳化过后，混凝土自身的碱度就会减小，造成混凝土结构延性降低。目前，大量实验研究证明，若是混凝土自身孔隙越小，而密实度就越高，同时碱性物质的含量就更大，具备良好的抗碳化性能。因为混凝土碳化属于化学腐蚀，就要从混凝土组分等方面进行改进分析与研究，现阶段，我国科学人员对偏高岭土作为混凝土矿物掺合料与胶凝材料进行了研究，而且制作具备性能比较高的混凝土已取得明显进步，通过深入研究分析发现，利用碱充分激发偏高岭土可以生成新型的碱胶凝材料，此材料为高活性的火山灰材料，其中火山灰活性和硅灰比较相似，因此能够当作矿物掺合料。在混凝土的掺合料中合理应用偏高岭土，能够有效提升混凝土自身的抗碳化性能。我国广西的偏高岭土储量比较丰富，而偏高岭土主要是把纯细高岭土实现剥片处理过后，再实施煅烧处理，最终生成的产物，一般运用在涂料和橡胶以及造纸等多种领域中，同时也可以把偏高岭土运用在混凝土的矿物掺合料中，但是国内在此方面的研究工作比较少。因此，为了能够有效提升混凝土自身抗碳化性能，同时有效应用偏高岭土，本文进行了实验研究。

2 试验流程

此次试验应用的为海螺牌的P·II42.5 型号的水泥，而偏高岭土选择II 级的粉煤灰，还要准备矿渣粉和聚羧酸减水剂，其中聚羧酸减水剂的减水率一定要超过20%，标准的石英砂。灵台，粗骨料选择5mm 至20mm 的石灰石矿，而混凝土拌和应用的水为实验室中自来水，此水质可以充分满足技术需求。第一，应该把纯细的偏高岭土实施自然剥片和水洗以及过滤等，然后进行烘干处理，放置在行星球磨机里不锈钢罐内进行2 小时的研磨。第二，把研磨过后的偏高岭土放置在SX—12—6 型号的高温炉中，对偏高岭土粉末进行煅烧，最后获取剥片过后的偏高岭土。

为了能够深入研究混凝土自身的抗碳化性能，对于水胶比是0.3的状况下，应该依据粉煤灰与偏高岭土各种产量，制定多组混凝土，详细的配合比如表1 所示。

表1 多组混凝土的配合比

依据国家标准规范(GBT50082-2010)有关规定，混凝土的试件尺寸应该选择100mmX100mmX300mm，而且三块作为一组，在成型24 小时过后进行拆模，同时进行标准养护，还要进行60 分钟的自然养护。混凝土试件在实验之前的2 分钟要从标准的养护室中取出，并且在60摄氏度的温度下进行48 分钟的烘干处理，将试件顺着长度的方向确保侧面暴露，而剩下的表面要利用加热石蜡进行有效密封。除此之外，暴露侧面要顺着长度方向利用铅笔合理画出平行线，其间隔是10mm，其是混凝土碳化深度测量位置。在试验的过程中，需要把处理过后的试件暴露的相应测量向上，同时放置在碳化箱中实施二氧化碳浓度碳化，所设计的温度一般在20 摄氏度上下，同时相对湿度应该在70%左右。试验结果如图1 所示。

图1 偏高岭土掺入量对混凝土抗碳化性能的影响

从上图中能够得出，在混凝土中偏高岭土含量逐渐增加下，混凝土自身抗碳化性能明显提升，主要由于偏高岭土当作掺合料，具备化学反应性和界面增强性以及微集料效益等作用原理，而偏高岭土活性一般利用和以及经过反应，在一定程度上有效减小碱的含量。同时，界面增强性是由于偏高岭土的填充界面存在孔隙，有效加强了界面性，在很大程度上改进了混凝土界面中相对薄弱的区域。另外，微集料效益主要指偏高岭土可以完成浆体空隙的有效填充，从而提升其密实度。

通过对图1 进行研究与分析，偏高岭土可以在一定程度上有效改进混凝土的抗碳化性能。其原因是偏高岭土属于介稳状态下的无定形硅铝化合物，而且在水泥水化产物有效碱激作用下，硅铝化合物就会由解聚至再聚合，从而生成一种硅铝酸盐的网络结构，该活性中的与能够快速和水泥水化生成的进行反应，最后形成具备胶凝性能的物质，如水化硅酸钙和水化铝酸钙，其在很大程度上减小了混凝土中的，有效改进了界面过渡区域相应结构，从而加强混凝土自身结构的密实性。除此之外，活性中的与能够快速和水泥水化生成的进行反应，还会形成C-S-H 凝胶，其中一些会包裹于粉煤灰颗粒表面，而一些填充于水泥水化产物和C-S-H 凝胶之间相应间隙中，充分发挥填充作用，同时在很大程度上限制了二氧化碳的渗透。在时间变化下，填充效果会更为突出，从而在一定程度上加强混凝土的抗碳化性能。

3 结束语

为了能够改进混凝土自身的抗碳化性能，充分运用我国偏高岭土资源富有的特点，针对混凝土掺合料应用偏高岭土，进行了混凝土试件的他那话试验。合理选材与制定科学试验方法，经过碳化试验，最后得出结论。在混凝土中矿物掺合料运用偏高岭土含量逐渐增加下，混凝土自身的抗碳化性能明显提升，特别是在总产量是35%时，而偏高岭土是15%，此种状况下，混凝土自身抗碳化性能可以提升38.02%。因此，一定要合理应用偏高岭土，加强混凝土抗碳化性能。

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