混凝土结构过早劣化所造成的重大损失使得混凝土的耐久性成为世界范围内的关注焦点。西部地区自然环境恶劣,对混凝土的耐久性要求更高、耐久性问题的研究更为迫切。将矿物掺合料或外加剂掺入混凝土,是改善混凝土耐久性的重要方法。但在实际工程应用中,矿物掺合料的掺入增加了混凝土拌合物的粘稠度,降低了施工性,而且混凝土的开裂现象防不胜防。针对上述问题,在调研西部地区混凝土耐久性现状的基础上,结合甘肃凹凸棒土的特性,研究了其对水泥基复合材料工作性、力学性能、体积稳定性及耐久性的影响,在青藏铁路工程应用效果良好,并分析其作用机理,取得以下研究成果:1.甘肃凹凸棒土进行物理细化和纯化后,外观形貌表现为长径比约为25:1的一维良好的纳米纤维状材料,能与氢氧化钙发生产生作用,减小了氢氧化钙的晶体尺寸,增加了孔溶液中OH-的浓度,孔溶液pH值,能够提高水泥基材料的抗腐蚀能力,并增强阻锈剂的阻锈效果,对钢筋的钝化保护作用显著。2.活化后的甘肃凹凸棒土会提高水泥基复合材料拌合物的需水量、保水性,降低其泌水率;与已优选出的复掺有粉煤灰、矿粉及硅粉的高性能混凝土相比,当甘肃凹凸棒土掺量为1%时,混凝土的自生收缩和干燥收缩分别降低24%与12%,开裂时间大幅延后,开裂面积降低13.7%;同时,甘肃凹凸棒土的类晶核作用,减小了界面过渡区宽度,改善了孔径分布,增多了墨水瓶孔,其抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透及抗冻性能也得到了不同程度的提高。甘肃凹凸棒土通过布朗运动改变了混凝土的流变性,缩短了混凝土表面与内部硬化的时间差;同时,其自身高吸水率的特性为水泥水化提供了一定的水分补给,延缓了裂缝的产生,从而提高了混凝土的体积稳定性。3.掺有凹凸棒土的混凝土能够满足青藏铁路工程对混凝土施工性、强度及耐久性的要求,取得了显著的社会效益与经济效益。