论文部分内容阅读
本文从高性能混凝土基本原理出发,通过对新型矿物掺合料——偏高岭土的化学与矿物组成、活化机理的系统研究以及与硅灰性能对比,研制出一种适用于配制高性能混凝土的高活性新型矿物掺合料—偏高岭土(Meta-Kaolin,简称MK)。同时开展由硅灰和偏高岭土配制高性能混凝土的工作性、物理力学性能和耐久性等的试验研究工作,研究结果表明,以偏高岭土替代硅灰配制高性能混凝土是完全可行性。 1.通过对偏高岭土制备的系统试验研究,证明合理的化学组成(主要是Al2O3、SiO2含量)和适宜的热处理温度是制备高活性偏高岭土的关键。高岭土中的活性组分主要为AlOO3和SiO2,不同成分的高岭土活性不同,当高岭土中Al2O3+SiO2总量高且AlOO3含量相对较高,煅烧温度为700~800℃时,其活性好,对水泥的增强作用也更为明显。 2.利用多种微观测试手段,对掺加与不掺偏高岭土水泥体系的水化硬化机理、水化浆体显微结构与形貌进行了对比分析。掺偏高岭土的水泥其水化产物主要为水化硅酸钙C-S-H、AFt和Ca(OH)2,与不掺偏高岭土硅酸盐水泥并无本质差异。但在水化后期,偏高岭土中的活性组分Al2O3和SiO2与水泥熟料矿物水化产物反应生成C-S-H凝胶和AFt,填充于浆体孔隙中,从而使水泥浆体结构趋于致密,有利于水泥强度的增长。 3.掺偏高岭土水泥浆体各龄期的总孔隙率均低于不掺活性掺合料的水泥,反映在强度性能上,即各龄期强度高于硅酸盐水泥;浆体的孔结构分布,掺偏高岭土的水泥浆体与掺硅灰的水泥浆体相似,随水泥水化的进行,100nm以上的毛细孔数量明显减少,凝胶孔数量显著增加,总空隙率也比不掺活性掺合料的水泥浆体明显下降。而不掺活性掺合料的水泥随着水化的进行,只是孔径在100nm以上的大毛细孔数量降低,孔径小于100nm的小毛细孔和凝胶孔数量变化不大。 4.通过对由偏高岭土和硅灰制备的混凝土工作性、强度和耐久性相关特性进行对比研究,证明煅烧偏高岭土能满足高性能混凝土的技术要求,是制备高性能混凝土的理想矿物掺合料。