偏高岭土混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能研究

【摘 要】偏高岭土是一种具有高活性的人工火山灰材料，将偏高岭土加入水泥混凝土中，可对混凝土的各项性能产生增强影响。本文将偏高岭土等量替代水泥加入到混凝土后，详细研究了偏高岭土混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能。结果表明偏高岭土一定量替代水泥加入到混凝土后，混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能均得到了显著的提高。当偏高岭土的掺量为15%时，其增强效果达到最佳。

【关键词】偏高岭土 混凝土 力学性能 抗氯离子渗透性能

【Abstract】Metakaolin， a kind of high activity pozzolanic material， can improve the correspondingly performance of concrete after partly instead of cement in concrete. In this paper， the mechanical and chloride penetration resistance performances of metakaolin concrete were investigated. The results showed that the added metakaolin improved the mechanical and chloride penetration resistance performance. The optimum improving was obtained by metakaolin with 15% proportion.

【Keywords】metakaolin； concrete； mechanical performance； chloride penetration resistance performance

在本文中，偏高岭土以不同掺量代替水泥分别加入到混凝土中制备偏高岭土混凝土，并对偏高岭土混凝土的力学性能和抗氯离子渗透性能进行了细致的分析和探讨。

1 试验

1.1原材料

比表面积

（m2/kg） 凝结时间 （min） 抗折强度 （MPa） 抗压强度 （MPa）

初凝 终凝 3d 28d 3d 28d

表2 偏高岭土化学性能

Tab.2 Chemical parameters of metakaolin

SiO2 （%） Al2O3 （%） CaO （%） Fe2O3 （%） Na2O （%） MgO （%） IL（%）

Tab.3 Mix proportion of metakaolin concrete

样品 水灰比（w/c） W

（kg） C

（kg） S

（kg） G

（kg） 减水剂

（%） 偏高岭土

（%）

3 0.40 200 500 800 1200 0.9 50 （10%）

4 0.40 200 500 800 1200 0.9 75 （15%）

2 试验结果

2.1 力学性能

表4 偏高岭土混凝土的力学性能

Tab.4 Mechanical properties of metakaolin concrete

样品 水灰比

（w/c） 偏高岭土

（%） 抗折强度

（MPa） 抗压强度

（MPa）

1￥ 0.40 0 10.4 53.4

2￥ 0.40 5 10.9 57.1

3￥ 0.40 10 11.5 60.0

2.2 抗氯离子渗透性能

依据国标GB/T 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》对偏高岭土混凝土进行抗氯离子渗透试验。在本次测试中采用电通量法进行测试。在测试之前对偏高岭土混凝土试件进行饱水处理。饱水24小时后取出试件，将试件安装在试验测试装置中。将配置好的质量浓度为3.0%的NaCl溶液和摩尔浓度为0.3mol/L的NaOH溶液分别注入到试件两侧的试验槽中，注入NaCl溶液的试验槽内的铜网应连接电源负极，注入NaOH溶液的试验槽内的铜网应连接电源正极。连接电源线后，施加60V的直流恒电压，记录电流值直至通电6小时。试验结束后绘制电流与时间的关系图，通过将个点数据以光滑曲线连接起来，对曲线作面积几份，得到试验6小时的电通量（C）。偏高岭土混凝土试件的电通量值如表5所示。由表5所知，空白混凝土的电通量为2140C。随着偏高岭土加入到混凝土中，偏高岭土混凝土的电通量值有了显著降低。随着偏高岭土掺量的不断增加，偏高岭土混凝土的电通量不断降低。当偏高岭土掺量为15%时，其电通量测试值达到最低，表明此时偏高岭土混凝土的抗氯离子渗透性能达到最佳[10]。

表5 偏高岭土混凝土的电通量测试结果

Tab.5 Chloride penetration performance of metakaolin concrete

样品 水胶比

（w/c） 偏高岭土

（%） 电通量

（C）

2￥ 0.40 5 1760

3￥ 0.40 10 1310

4￥ 0.40 15 790

5￥ 0.40 20 1150

3 结语

（2）与空白混凝土试件相比，偏高岭土混凝土的电通量值有了显著降低。随着偏高岭土掺量的不断增加，偏高岭土混凝土的电通量不断降低。当偏高岭土掺量为15%时，其电通量测试值达到最低，表明此时偏高岭土混凝土的抗氯离子渗透性能达到最佳。

参考文献：

[2]尤振根.国内外高岭土资源和市场现状及展望[J]. 非金属矿， 2005， 28（Suppl.）： 2～3.

[4]陆秋艳.偏高岭土在我国的开发和使用前景[J]. 矿业快报， 2004（7）： 7～9.

[5]钱晓倩，詹树林，李宗津.掺偏高岭土的高性能混凝土物理力学性能研究[J].建筑材料学报，2001，4（1）：75～78.

[6]Ding J.T.， Li Z.J. Effect of metakaolin and silica fume on the properties of concrete[J]. ACI Mater. J.， 2002， 99（4）： 393～398.