随着建筑业的发展与进步,现代建筑工程结构的复杂性对混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能提出了更高的要求。偏高岭土作为水泥的替代物,在满足混凝土性能的要求外,符合了建筑和社会的可持续发展。本课题制备了偏高岭土掺量不同的一系列砂浆和混凝土,对其开展了相关试验,并基于膜厚度理论,研究了偏高岭土掺量和水膜厚度对砂浆和混凝土新拌性能及力学性能的综合影响。研究成果对推动流变学膜厚度理论的发展,以及掺偏高岭土的实际工程应用有重要的借鉴意义。本文以偏高岭土掺量和水胶比为控制变量,共设计了不同配合比的24组砂浆和20组混凝土,并对其开展了新拌性能试验、力学性能试验与堆积密实度试验。随后,基于试验结果并结合膜厚度理论,对试验结果进行多因素回归分析,探索影响砂浆和混凝土新拌性能和力学性能的关键影响因素与影响方式。主要工作与结论如下:(1)偏高岭土掺量和水胶比对砂浆及混凝土的影响研究表明,当偏高岭土掺量不变时,增大砂浆及混凝土的水胶比,提高了砂浆与混凝土的静态流动性和动态流动性,降低了砂浆与混凝土的粘聚性和立方体抗压强度以及混凝土流变参数中的屈服应力和塑性粘度;砂浆的粘附性则随水胶比的增大,呈现先提高后降低的趋势。当水胶比不变时,增大偏高岭土掺量,降低了砂浆与混凝土的静态流动性和动态流动性,增大了混凝土流变参数中的屈服应力和塑性粘度,且在高水胶比下的情况下,偏高岭土掺量对其影响均降低;此外,偏高岭土掺量的提高,降低了砂浆的粘聚性却提高了混凝土的粘聚性,砂浆的粘附性变化不大,而砂浆及混凝土的立方体抗压强度得到明显提升。(2)偏高岭土掺量对砂浆及混凝土的影响因数和影响方式由堆积密实度试验结果与膜厚度计算方法可得,当偏高岭土掺量不变时,随着水胶比的增大,新拌砂浆与混凝土的水膜厚度增大;当水胶比不变时,随着偏高岭土掺量的增大,新拌砂浆与混凝土的水膜厚度减小。通过回归分析并建立数学模型研究发现,水膜厚度的增大,提高了掺偏高岭土砂浆与混凝土的静态流动性和动态流动性,降低了新拌砂浆与混凝土的粘聚性与立方体抗压强度,降低了砂浆的粘附性与混凝土的屈服应力和塑性粘度。水膜厚度不变时,增大偏高岭土的掺量,对砂浆与混凝土的静态流动性、动态流动性、屈服应力和塑性粘度影响不大,降低了砂浆的粘聚性与粘附性,提高了混凝土的粘聚性以及砂浆与混凝土的立方体抗压强度。整体而言,偏高岭土的掺入对砂浆与混凝土不同浆体的新拌性能和力学性能有间接与直接两种方式。因偏高岭土自身粒径小,比表面积大,结合填充效应与火山灰效应可明显影响浆体拌合物的水膜厚度,从而间接影响其新拌性能和力学性能。除水膜厚度外,偏高岭土的聚合效应可直接影响砂浆和混凝土新拌性能中的粘聚性与砂浆的粘附性;偏高岭土的加速水泥水化效应、火山灰效应、填充效应、碱活性效应与聚合效应,均能直接作用于砂浆和混凝土力学性能中的立方体抗压强度。