高嶺土在水泥混凝土中的應用得到國內外廣泛的關注

混凝土是目前應用較廣泛的建筑材料之一，隨著社會的發展，對混凝土的要求越來越高，新型的綠色環保型高性能混凝土已成為混凝土的發展方向。除了選擇優質水泥、集料和混凝土外加劑外，性能優良的礦物細摻料，高嶺土加工成為高性能混凝土不可缺少的組分。因此如何合理使用活性細摻料就成為實現混凝土高性能化的重要途徑之一。

偏高嶺土的應用：高嶺土在600〜800℃條件下脫水除雜可制得偏高嶺土，偏高嶺土不僅能提高混凝土的強度、抗滲性和耐侵蝕性，而且能抑制堿-集料反應。偏高嶺土作為混凝土的摻料，高嶺土的用途已廣泛應用于實際生產中。

在20世紀80年代國際上開始進行相關實驗，90年代中后期研究力度不斷增大，深入研究了將其作為混凝土礦物摻和料對水泥及混凝土性能的影響。由于偏高嶺土的特殊性能和遠低于硅灰的價格，以及高性能混凝土的迅速發展，偏高嶺土在水泥混凝土中的應用前景廣闊，必將得到國內外越來越廣泛的關注。

偏高嶺土的作用機理：偏高嶺土能提高混凝土的強度及其它性能，主要在于它能加速水泥水化效應、填充效應、火山灰效應和抑制堿-二氧化硅反應。

(1)加速水泥水化效應高嶺土經過煅燒后，結構發生了很大的變化，在600〜800℃條件下脫水除雜而成偏高嶺土，高嶺土結構中的六配位鋁絕大部分轉化成具有反應活性的四配位鋁，這些大量無定形二氧化硅和氧化鋁，原子排列不規則，呈熱力學介穩狀態，能迅速與硅酸鹽水泥水化產生的Ca(OH)2發生反應，使液相中Ca(OH)2濃度迅速降低，從而促進了硅酸鹽水泥的進一步水化。所以，加入偏高嶺土的硅酸鹽水泥具有早強性，而且后期強度也能顯著提高。

（2)填充效應混凝土可視為連續級配的顆粒堆積體系，粗集料的間隙由細集料填充，細集料的間隙由水泥顆粒填充，水泥顆粒之間的間隙則要更細的顆粒來填充，細磨的偏高嶺土在混凝土中可起這種細顆粒的作用，因此減少了水的填充比例。而且由于偏高嶺土可以吸收水泥水化產生的Ca(OH)2而形成水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣凝膠，也具有填充效應，從而改善水泥混凝土硬化體中的孔隙率和孔結構，使混凝土形成密實填充結構和細觀層次自緊密堆積體系，從而有效地改善了混凝土的力學性能及耐久性。

（3）火山灰效應偏高嶺土的火山灰活性主要是指其對Ca(OH)2的吸收能力。在混凝土中，硅酸鹽水泥水化時會產生大量的Ca(OH)2，而混凝土中存在的大量Ca(OH)2是混凝土抗侵蝕性低、耐久性差的主要原因之一，也是水泥飾面砂漿產生斑點的重要原因。偏高嶺土所含的玻璃態或無定形硅以細粉末狀態存在時，在攪拌混凝土時，偏高嶺土和水接觸，部分小顆粒迅速溶解，能與氫氧化鈣和水在常溫下發生化學反應生成有膠凝性的物質，即鋁酸鈣的水化物晶體和硅鋁酸鈣的水化物晶體(簡稱AFT)。

騙高嶺土有大量斷裂的化學鍵，表面能很大，可迅速吸收部分Ca(OH)2產生二次水化反應，促進AFT和C-S-H凝膠的生成，從而改善了界面區Ca(OH)2的取向度，降低了它的含量，減小了它的晶粒尺寸。這不僅有利于混凝土力學性能的提高，也能改善其耐久性。

（4）抑制堿-二氧化硅反應偏高嶺土作為一種火山灰質材料，具有抑制混凝土堿-二氧化硅反應(ASR)的作用。ASR是堿-集料反應的一種，即堿與集料中的活性二氧化硅發生反應。摻入偏高嶺土所形成的水化產物包裹了孔溶液中的K+、Na+,降低了孔溶液的pH值，從而抑制了反應的進行。

Aguino等(2001)研究了偏高嶺土和硅粉對用高堿水泥和含5%蛋白石的集料制備的砂漿的堿-集料反應膨脹量的影響。結果表明，偏高嶺土和硅粉均能降低堿-集料反應的膨脹量，偏高嶺土和硅粉取代量為10%時，在80℃、lmol/LNaOH溶液中放置21d后砂漿柱試件的膨脹率分別較基準水泥砂漿試件降低60%和50%。顯然偏高嶺土和硅粉均能降低堿-集料反應的膨脹量。

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