偏高嶺土對混凝土抗碳化性能的影響分析

■文小忠 ■蘭州宏峰混凝土有限公司，甘肅 蘭州 730000

偏高嶺土稱之為高嶺土，其在一定溫度下經(jīng)過脫水可以生成無水硅酸鋁。同時高嶺土經(jīng)過加熱和脫水處理過后，盡管保持原本的層狀結構，可是原子間出現(xiàn)相對比較大的錯位變化，最后變成結晶度相對比較差的偏高嶺土。對此，偏高領土中存在的原子排列為不規(guī)則的，一般表現(xiàn)為熱力學的介穩(wěn)狀態(tài)，并且在合理激發(fā)作用之下具備良好的膠凝性。近些年來，國外對于偏高領土的分析與研究，尤其是在建筑材料運用方面，已經(jīng)領先我國，同時在應用高嶺土研發(fā)制作的水泥基材料也取得明顯進步，為社會經(jīng)濟的建設與可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎。因此，加強國內(nèi)偏高嶺土對混泥土碳化性能的影響有著深遠意義。

1 偏高嶺土研究現(xiàn)狀與特點分析

混凝土是土木工程項目中十分重要與應用最為普遍的建筑材料，對于混凝土的耐久性和施工性以及強度等多個方面，我國有關部門與人員進行了大量研究。特別是混凝土自身的耐久性問題已是所有國家材料科學工作人員重點研究目標。由于混凝土在澆筑過程中就會遭受碳化和堿骨料反應以及凍害等多種破壞，而碳化問題比較普遍。在混凝土碳化過后，混凝土自身的堿度就會減小，造成混凝土結構延性降低。目前，大量實驗研究證明，若是混凝土自身孔隙越小，而密實度就越高，同時堿性物質的含量就更大，具備良好的抗碳化性能。因為混凝土碳化屬于化學腐蝕，就要從混凝土組分等方面進行改進分析與研究，現(xiàn)階段，我國科學人員對偏高嶺土作為混凝土礦物摻合料與膠凝材料進行了研究，而且制作具備性能比較高的混凝土已取得明顯進步，通過深入研究分析發(fā)現(xiàn)，利用堿充分激發(fā)偏高嶺土可以生成新型的堿膠凝材料，此材料為高活性的火山灰材料，其中火山灰活性和硅灰比較相似，因此能夠當作礦物摻合料。在混凝土的摻合料中合理應用偏高嶺土，能夠有效提升混凝土自身的抗碳化性能。我國廣西的偏高嶺土儲量比較豐富，而偏高嶺土主要是把純細高嶺土實現(xiàn)剝片處理過后，再實施煅燒處理，最終生成的產(chǎn)物，一般運用在涂料和橡膠以及造紙等多種領域中，同時也可以把偏高嶺土運用在混凝土的礦物摻合料中，但是國內(nèi)在此方面的研究工作比較少。因此，為了能夠有效提升混凝土自身抗碳化性能，同時有效應用偏高嶺土，本文進行了實驗研究。

2 試驗流程

此次試驗應用的為海螺牌的P·II42.5 型號的水泥，而偏高嶺土選擇II 級的粉煤灰，還要準備礦渣粉和聚羧酸減水劑，其中聚羧酸減水劑的減水率一定要超過20%，標準的石英砂。靈臺，粗骨料選擇5mm 至20mm 的石灰石礦，而混凝土拌和應用的水為實驗室中自來水，此水質可以充分滿足技術需求。第一，應該把純細的偏高嶺土實施自然剝片和水洗以及過濾等，然后進行烘干處理，放置在行星球磨機里不銹鋼罐內(nèi)進行2 小時的研磨。第二，把研磨過后的偏高嶺土放置在SX—12—6 型號的高溫爐中，對偏高嶺土粉末進行煅燒，最后獲取剝片過后的偏高嶺土。

為了能夠深入研究混凝土自身的抗碳化性能，對于水膠比是0.3的狀況下，應該依據(jù)粉煤灰與偏高嶺土各種產(chǎn)量，制定多組混凝土，詳細的配合比如表1 所示。

表1 多組混凝土的配合比

依據(jù)國家標準規(guī)范(GBT50082-2010)有關規(guī)定，混凝土的試件尺寸應該選擇100mmX100mmX300mm，而且三塊作為一組，在成型24 小時過后進行拆模，同時進行標準養(yǎng)護，還要進行60 分鐘的自然養(yǎng)護。混凝土試件在實驗之前的2 分鐘要從標準的養(yǎng)護室中取出，并且在60攝氏度的溫度下進行48 分鐘的烘干處理，將試件順著長度的方向確保側面暴露，而剩下的表面要利用加熱石蠟進行有效密封。除此之外，暴露側面要順著長度方向利用鉛筆合理畫出平行線，其間隔是10mm，其是混凝土碳化深度測量位置。在試驗的過程中，需要把處理過后的試件暴露的相應測量向上，同時放置在碳化箱中實施二氧化碳濃度碳化，所設計的溫度一般在20 攝氏度上下，同時相對濕度應該在70%左右。試驗結果如圖1 所示。

圖1 偏高嶺土摻入量對混凝土抗碳化性能的影響

從上圖中能夠得出，在混凝土中偏高嶺土含量逐漸增加下，混凝土自身抗碳化性能明顯提升，主要由于偏高嶺土當作摻合料，具備化學反應性和界面增強性以及微集料效益等作用原理，而偏高嶺土活性一般利用和以及經(jīng)過反應，在一定程度上有效減小堿的含量。同時，界面增強性是由于偏高嶺土的填充界面存在孔隙，有效加強了界面性，在很大程度上改進了混凝土界面中相對薄弱的區(qū)域。另外，微集料效益主要指偏高嶺土可以完成漿體空隙的有效填充，從而提升其密實度。

通過對圖1 進行研究與分析，偏高嶺土可以在一定程度上有效改進混凝土的抗碳化性能。其原因是偏高嶺土屬于介穩(wěn)狀態(tài)下的無定形硅鋁化合物，而且在水泥水化產(chǎn)物有效堿激作用下，硅鋁化合物就會由解聚至再聚合，從而生成一種硅鋁酸鹽的網(wǎng)絡結構，該活性中的與能夠快速和水泥水化生成的進行反應，最后形成具備膠凝性能的物質，如水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，其在很大程度上減小了混凝土中的，有效改進了界面過渡區(qū)域相應結構，從而加強混凝土自身結構的密實性。除此之外，活性中的與能夠快速和水泥水化生成的進行反應，還會形成C-S-H 凝膠，其中一些會包裹于粉煤灰顆粒表面，而一些填充于水泥水化產(chǎn)物和C-S-H 凝膠之間相應間隙中，充分發(fā)揮填充作用，同時在很大程度上限制了二氧化碳的滲透。在時間變化下，填充效果會更為突出，從而在一定程度上加強混凝土的抗碳化性能。

3 結束語

為了能夠改進混凝土自身的抗碳化性能，充分運用我國偏高嶺土資源富有的特點，針對混凝土摻合料應用偏高嶺土，進行了混凝土試件的他那話試驗。合理選材與制定科學試驗方法，經(jīng)過碳化試驗，最后得出結論。在混凝土中礦物摻合料運用偏高嶺土含量逐漸增加下，混凝土自身的抗碳化性能明顯提升，特別是在總產(chǎn)量是35%時，而偏高嶺土是15%，此種狀況下，混凝土自身抗碳化性能可以提升38.02%。因此，一定要合理應用偏高嶺土，加強混凝土抗碳化性能。

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