偏高岭土在高强混凝土中的应用.docx

偏高岭土在高强混凝土中的应用黄宗凯1 ，戴 敏2 ，熊真贤2 ，胡小勇1 ，黄沙1( 1 江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330001; 2 吉安市吉州天阳混凝土有限公司，江西 吉安 343000)摘 要: 通过各种试验全面介绍了偏高岭土在高强混凝土中的应用，其中对偏高岭土煅烧温度进行了剖析，得出 750 是最佳的煅烧温度; 偏高岭土作为活性掺合料的掺量宜为 10% 左右，超过量使得混凝土用水量增加影响混凝土的工作性和抗压强度，提出 了用偏高岭土替代硅灰的可行性。关键词: 偏高岭土 高强混凝土 活性掺合料同样能与水泥的水化产物 Ca( OH) 2 产生很强的火山灰效应，生成更多的水化产物，起到化学填充密实作用。表 1 活性掺合料的化学成分( % )1引言混凝土是目前世界上应用最广泛的建筑材料之一，随着混凝土技术的不断发展，世界各国使用的混凝土强度也不断提高，而要使混凝土达到很高的强度一个非常行之有效的方法就 是在混凝土中掺加活性掺合料。目前应用到混凝土中的传统 的活性掺合料一般为矿粉、粉煤灰、硅灰等，而硅灰更可看作制 备高强度等级混凝土的必备材料。我国硅灰产量低，价格高， 且硅灰密度小，不易运输，不能很好地满足高强混凝土日益增 长的需要，相比而言，高岭土在我国有着丰富的资源，其化学组 成与粉煤灰、矿渣、硅灰等活性矿物材料非常相似，将高岭土进 行热处理得到的偏高岭土具有更高的活性，因此偏高岭土有着 非常广阔的应用前景。2 偏高岭土的特性偏高岭土是高岭土在一定温度下焙烧，脱去羟基后得到的 产物，其化学成分分析如表 1，有关资料表明: 偏高岭土在形成 过程中产生了大量断裂的化学键，表面能很大，所以偏高岭土3实验3 1 原材料采用亚东水泥厂的洋房牌 P O42. 5MPa 水泥( C) ，28 天抗 压强度为 53. 2MPa，细集料为长江中砂( S) ，细度模数为 2. 6， 含泥量小于 2% ，粗集料( G) 为湖北黄岗碎石粒径为 5 25mm 连续级配，粉煤灰( FA) 为丰城电厂二级灰，矿粉( SL) 为萍乡 钢铁厂 S95 级，硅灰( SF) 为天津某公司提供，高效减水剂为 FDN 高效减水剂( AD) ，偏高岭土( MK) 为各地收集的高岭土檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪金投入到科技研究方面，购置相应的设备仪器，做到财政透明化; 在缺乏专业救援团队的情况下，可以组建志愿者服务团队， 做相应的防震减灾培训，让其具备一定的专业能力，能在灾后 作为强有力的储蓄力量; 可以将 207 国道和 304 省道以及县城 内相对较为宽阔的道路作为灾后疏散通道，将临澧县农村公 园、和平公园以及各个学校的操场作为应急避难场所，制定最 短最安全的避难疏散路线等。3 2 群测群防提高监测预报的准确性和及时性在拥有足够多资金的前提下，可以提高监测点的科技水 平，增强监测信息的准确性和及时性; 培养一批具有地震前兆 观测基本知识的群测群防员，形成一套行之有效的观测、记录 与汇报制度，同时可以将动物园与震前预测结合起来，让群众 了解地震灾害来临之前动物的异常行为，帮助更为全面的监测 地震，也可以结合小区、街道的安全工作，建立群防助理员制度 和灾情速报网络，加快监测信息传播速度，提高及时性。点监督对象范畴，要满足规定的抗震设防要求，要选择恰当的场地，适合的材料，以及合理的施工和严格的验收等; 对于已经 建好的建构筑物，做好其抗震性能普查，由于抗震能力排查涉 及到地震地质环境、建筑设计合理性、建筑施工质量等具体的 鉴定内容，这项工作就需要花费较长时间和较大经费，因此可 以改从地震地质环境、设计图纸方面进行判断，对于不满足设 防要求的建筑，相应的对其进行加固或改造，以达到抗震设防 要求。提高居民的防震减灾意识是一项长期的任务，需要建立 长久的、多部门联动的宣传机制，公众需要掌握地震预测预报 科普知识、建筑物的抗震知识以及避震知识，可以依靠传统的 宣传手段，如宣传板等开展宣传工作; 可以以中小学为切入点 进行防震减灾教育工作; 可以建立防震减灾宣传室、发放公众 地震应急避震疏散宣传手册等方式宣传防震减灾知识等多种 方式达到提高公众防震减灾意识的目的。3 3强抓震灾预防震灾预防是减轻地震灾害的最有效途径，要坚持“预防为参考文献1临澧县灾害志编纂委员会编等编，临澧县灾害志，中国 社会出版社，2009 2 10主”的方针，加强对建构筑物的抗震设防以及对居民防震减灾意识的提高。对于还处于设计阶段的建构筑物，要将其纳入重15掺合料ILSiO2Al2 O3Fe2 O3CaOMgOSO3TiO2ZrO2总量粉煤灰1. 3856. 2427. 767. 322. 720. 990. 46/96. 87矿粉8. 1425. 739. 2428. 2720. 873. 800. 79/96. 84偏高岭土2. 7264. 2629. 131. 820. 280. 74/98. 95硅灰0. 7092. 46/0. 52/0. 025. 8699. 56原矿经自制而成，水是生活饮用水( W) 。岭土原矿样品放入箱式电炉中分别在 650 、750 、850 、950 的煅烧温度下进行煅烧，制得 16 个小样，再经粉磨、筛分 制成，比表面积约为 1250m2 / kg。3 2偏高岭土试样的制作取河南巩义、河南济源、江苏徐州、江西景德镇四地产的高表 2 经煅烧的偏高岭土( MK) 样品3 3 相关开发性实验3 3. 1 不同煅烧温度下偏高岭土样混凝土试验采用不同煅烧温度下的偏高岭土样品进行混凝土试验，偏 高岭土掺量为 10% ，混凝土配合比为( kg / m3 ) : ( AD 为胶凝材 料总量的重量百分比)试验过程及结果如表 3 所示:表 3不同偏高岭土样品混凝土试验中坍落度 / 扩展度和不同龄期抗压强度从表 3 中可知，在煅烧温度为 750 的时候，高岭土煅烧生成的偏高岭土活性最高，在同掺量同配合比下对混凝土的强 度贡献最大。3 3. 2 偏高岭土不同掺量条件下混凝土相关性能试验采用在 750 煅烧温度下制成的偏高岭土样品，按占胶凝 材料总量的 5% 、10% 、15% 、20% 掺量进行试验，过程及结果 如表 4 所示:从表 4 中可知: 随着偏高岭土掺量的逐渐增大，混凝土的 粘滞力越大，需掺加更多量的高效减水剂才能使混凝土获得同 样的工作性能; 当掺量小于 15% 时混凝土的抗压强度随偏高 岭土的掺量的增加而增长，且掺加了偏高岭土的混凝土早期强 度增长更加迅速。表 4各掺量下混凝土坍落度 / 扩展度与各龄期抗压强度( AD 用量为胶凝材料的重量百分比)16编号掺量 ( % )混凝土配合比( kg / m3 )坍落度 / 扩展度 ( mm)抗压强度( MPa)CMKSGWAD( % )3 天7 天28 天1A54752566310821751. 0225 /59045. 653. 768. 91B104505066310821751. 2220 /55047. 257. 272. 91C154257566310821751. 2205 /47047. 357. 871. 61D2040010066310821751. 4230 /56045. 652. 170. 52A54752566310821751. 0210 /55047. 156. 271. 42B104505066310821751. 2230 /57046. 556. 873. 42C154257566310821751. 2215 /51046. 557. 273. 52D2040010066310821751. 4210 /50046. 154. 369. 23A54752566310821751. 0220 /55041. 250. 465. 23B104505066310821751. 2235 /60047. 257. 572. 93C154257566310821751. 2220 /57047. 258. 473. 83D2040010066310821751. 4220 /49043. 555. 865. 24A54752566310821751. 0210 /50046. 254. 370. 54B104505066310821751. 2220 /52047. 055. 271. 8项 目样品编号坍落度 / 扩展度 ( mm)抗压强度( MPa)3 天7 天28 天1230 /60045. 256. 271. 22220 /55046. 558. 673. 93235 /58046. 255. 871. 64220 /62044. 653. 971. 55225 /61047. 852. 568. 66235 /65048. 355. 669. 87230 /63046. 855. 471. 78225 /62043. 553. 470. 1CMKSGWAD( % )4505066310821751. 2项 目样品编号坍落度 / 扩展度 ( mm)抗压强度( MPa)3 天7 天28 天9210 /56044. 451. 970. 210220 /55049. 556. 674. 611210 /55048. 656. 272. 012220 /58046. 255. 971. 913205 /52046. 254. 672. 514210 /53048. 855. 974. 815230 /54047. 953. 672. 116215 /53046. 054. 769. 1编号12345678910111213141516产地河南巩义河南济源江苏徐州江西景德镇温度( )650750850950650750850950650750850950650750850950偏高岭土占 10% ，掺合料超量取代系数为 1. 5，用水量控制在175kg / m3 ，水 胶 比 为 0. 32，砂 率 为 38% ( 砂 648kg / m3 ，石1057kg / m3 ) ，试验过程及结果如表 5:3 3. 3偏高岭土与其它掺合料进行双掺的混凝土试验采用在煅烧温度为 750 下制成的偏高岭土( MK) 为样品，和矿粉( SL) 、粉煤灰( FA) 、硅灰( SF) 进行双掺试验，各组 试验活性掺合料总量占总胶凝材料用量的 20% ，其中硅灰或双掺条件下混凝土坍落度 / 扩展度与抗压强度( AD 用量为胶凝材料的重量百分比)表 5从表 5 中可看出: 用偏高岭土与其他活性掺合料进行双掺，可获得非常理想的效果，从各龄期抗压强度上看，偏高岭土 与粉煤灰复合双掺效果比与矿粉复合双掺效果要更好，并且用 偏高岭土作掺合料的混凝土强度基本与用硅灰配制的混凝土 强度相当。料，混凝土与混凝土施工 2001 年 10 月第 5 期2陈益兰、赵亚妮、李静、曹德光，偏高岭土替代硅灰配制高 性能混凝土，硅酸盐学报 2004 年 4 月第 32 卷第 4 期3曹征良、李伟文、陈玉伦，偏高岭土在混凝土中的应用，深 圳大学学报理工版 2004 年 4 月第 21 卷第 2 期4钱晓倩、詹树林、李宗津，掺偏高岭土的高性能混凝土物理 力学性能研究，建筑材料学报 2001 年 3 月 第 4 卷第 1 期5肖仪武、白志民，煅烧高岭土的火山灰活性，矿冶 2001 年9 月第 10 卷第 3 期6王立久、李明、王宝民，偏高岭土的研究现状及展望，建材 技术及应用 1 /2003 文章编号: 1009 9441 ( 2003 ) 01 0016 037施惠生、袁玲，高岭土应用研究的新进展，中国非金属矿工 业导刊 2002 年第 6 期8方永浩、郑波、张亦涛，偏高岭土及其在高性能混凝土中的 应用，硅酸盐学报 2003 年 8 月第 31 卷第 8 期9丁铸、张德成、丁杰，偏高岭土对水泥性能的影响，混凝土 与水泥制品 1997 年 10 月第 5 期4结论( 1) 在用高岭土制取偏高岭土时，煅烧温度在 750 时制成的偏高岭土的活性最高，最适合用作混凝土的掺合料;( 2) 用偏高岭土作活性掺合料配制混凝土时，掺量在 15% 以下，混凝土强度随偏高岭土掺量的增加而增加，偏高岭土掺 量越大，要获得相同的工作性能，所需高效减水剂量也随之增 加，适宜掺量为 10% 左右;( 3) 偏高岭土和粉煤灰复合双掺的效果比和矿粉复合双 掺效果更好，在配制高强混凝土时可以用偏高岭土替代硅灰， 同样能获得理想的强度效果。总之，偏高岭土作为一种新兴的活性掺合料，在我国有着 非常丰富的资源，随着人们的逐步认识，在混凝土技术高速发 展的今天，偏高岭土有着非常大的发展潜力。参考文献1郑鹃荣、覃维祖，高活性偏高岭土: 新一代混凝土矿物掺合17编号混凝土配合比( kg / m3 )坍落度 / 扩展度 ( mm)抗压强度( MPa)CFASLSFMKAD( % )3 天7 天28 天1E400100/50/1. 2230 /62043. 253. 882. 61F400100/501. 4230 /65046. 257. 884. 91G400/10050/1. 2240 /6