（鹽城工學院）

　　摘  要：采用偏高嶺土、粉煤灰和礦渣等量取代水泥及與粉煤灰或礦渣復摻配制混凝土，對其坍落度、強度進行了研究。偏高嶺土用作混凝土摻合料，其性能優(yōu)于粉煤灰及礦渣。

一、混凝土中摻入活性摻合料的意義

　　用于混凝土的摻合料絕大多數(shù)是具有一定活性的固體工業(yè)廢渣。摻合料不僅可以取代部分水泥、減少混凝土的水泥用量、降低成本，而且可以降低溫升，改善工作性能，增進后期強度，并可改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構，提高混凝土耐久性和抗腐蝕能力。尤其是礦物摻合料對堿集料反應的抑制作用引起了人們的重視。因此，國外將這種材料稱為輔助膠凝材料，已成為高性能混凝土不可缺少的第六組分。

二、試驗原材料

　　1、水泥：P•Ⅱ52.5水泥
　　2、砂：中砂，細度模數(shù)2.5, Ⅱ區(qū)，含泥量1.1%。
　　3、碎石：5～31.5mm連續(xù)級配，壓碎值7.9%。
　　4、粉煤灰：電廠干排，Ⅱ級灰。
　　5、礦渣：比表面積：395m2/kg；需水量比:99.1%。
　　6 、偏高嶺土(MK)。

偏高嶺土的化學成分/%

三、試驗結(jié)果與分析

　　1 、偏高嶺土及其與粉煤灰或礦渣復摻對混凝土坍落度的影響

　　(1)偏高嶺土及礦渣與粉煤灰等量取代部分水泥對混凝土坍落度的影響

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　　（2）偏高嶺土與粉煤灰或礦渣復摻對混凝土坍落度的影響

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　　從以上幾幅圖可以看出，礦渣及粉煤灰取代部分水泥后再摻入偏高嶺土，拌制的混凝土混合料的坍落度均有所降低。

　　2、偏高嶺土及其與粉煤灰或礦渣復摻對混凝土強度的影響

　?。?）偏高嶺土等量取代部分水泥對混凝土強度的影響

偏高嶺土等量取代水泥配制的混凝土的強度

　　從以上圖、表可以看出，偏高嶺土等量取代水泥5%～25%，混凝土3d、7d、28d強度均有所提高。偏高嶺土等量取代水泥從5%～20%時，隨著取代量的增加，混凝土的抗壓強度提高；至偏高嶺土等量取代水泥達25%時，混凝土的抗壓強度有所下降，但仍高于未摻加偏高嶺土的混凝土強度。偏高嶺土等量取代水泥20%時，各齡期抗壓強度最高，其3d、7d、28d強度分別比未摻加偏高嶺土的混凝土強度提高26.0%、10.1%、8.9%。這說明對于硅酸鹽水泥摻入偏高嶺土可提高配制的混凝土強度。這是因為偏高嶺土是介穩(wěn)態(tài)的無定形硅鋁化合物，在堿激發(fā)下，硅鋁化合物由解聚到再聚合，形成一種硅鋁酸鹽網(wǎng)絡結(jié)構。偏高嶺土摻入混凝土中，其活性的Al2O3和SiO2迅速與水泥水化生成的Ca(OH)2起反應，促進了水泥的水化進行，生成具有一定膠凝性能的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣，并減少了粗集料周圍的Ca(OH)2層，使混凝土的結(jié)構更加密實，強度更高。

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礦物摻合料取代10％水泥對混凝土強度的影響

礦物摻合料取代10％水泥對混凝土強度的影響圖
1- 基準樣；2-粉煤灰；3-礦渣；4-偏高嶺土（下同）

礦物摻合料取代15％水泥對混凝土強度的影響

礦物摻合料取代15％水泥對混凝土強度的影響圖

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礦物摻合料取代20％水泥對混凝土強度的影響

礦物摻合料取代20％水泥對混凝土強度的影響圖

　　從以上三組圖、表可以看出，粉煤灰與礦渣等量取代水泥10%、15%和20%時，其混凝土強度基本上都有比未用粉煤灰與礦渣取代水泥的低，只有用偏高嶺土等量取代水泥的混凝土強度高于原水泥的混凝土強度。說明偏高嶺土的活性優(yōu)于粉煤灰與礦渣。

　?。?）、粉煤灰、礦渣分別取代水泥質(zhì)量的10%、15%和20%后，再摻入偏高嶺土對混凝土強度的影響

粉煤灰取代10%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

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粉煤灰取代10%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖
1-未摻；2-摻5%；3-摻10%；4-摻15%（下同）

　　從上述圖、表可以看出，粉煤灰取代10%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的各齡期強度均高于僅摻入10%粉煤灰配制的混凝土的強度，其中再摻入10%偏高嶺土配制的混凝土的3d、7d、28d強度比僅摻入10%粉煤灰配制的混凝土的強度分別提高12.2%、18.1%、14.1%。

粉煤灰取代15%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

粉煤灰取代15%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖

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　　從上述圖、表可以看出，粉煤灰取代15%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的各齡期強度均高于僅摻入15%粉煤灰配制的混凝土的強度，其中再摻入10%偏高嶺土配制的混凝土的3d、7d、28d強度比僅摻入15%粉煤灰配制的混凝土的強度分別提高20.9%、13.2%、5.9%。

　　用粉煤灰等量取代10%和15%的Ⅱ型硅酸鹽水泥，這相當于將硅酸鹽水泥變成了摻粉煤灰的普通硅酸鹽水泥。上述兩個表的試驗結(jié)果說明對于摻粉煤灰的普通硅酸鹽水泥，再摻入偏高嶺土可以提高配制的混凝土的強度。

粉煤灰取代20%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

粉煤灰取代20%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖

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　　從上述圖、表可以看出，粉煤灰取代20%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的強度除偏高嶺土摻量為10%的一組混凝土強度稍高外，另兩組均略有降低。這說明對于粉煤灰水泥再摻偏高嶺土來配制混凝土對其強度不利。

礦渣取代10%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

礦渣取代10%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖

　　從上述圖、表可以看出，礦渣取代10%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的各齡期強度均高于僅摻入10%礦渣配制的混凝土的強度，其中再摻入15%偏高嶺土配制的混凝土的3d、7d、28d強度比僅摻入10%礦渣配制的混凝土的強度分別提高7.8%、15.5%、20.3%。

礦渣取代15%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

礦渣取代15%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖

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　　從上述圖、表可以看出，礦渣取代15%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的各齡期強度均高于僅摻入15%礦渣配制的混凝土的強度，其中再摻入15%偏高嶺土配制的混凝土的3d、7d、28d強度比僅摻入15%礦渣配制的混凝土的強度分別提高15.8%、20.2%、27.4%。

　　用礦渣等量取代10%和15%的Ⅱ型硅酸鹽水泥，這相當于將硅酸鹽水泥變成了摻礦渣的普通硅酸鹽水泥。以上兩個表23和表24的試驗結(jié)果說明對于摻礦渣的普通硅酸鹽水泥，再摻入偏高嶺土可以提高配制的混凝土的強度。

礦渣取代20%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度

礦渣取代20%水泥再摻偏高嶺土的混凝土的強度圖

　　從上述圖、表可以看出，礦渣取代20%Ⅱ型硅酸鹽水泥后，再摻入5%、10%和15%的偏高嶺土配制的混凝土的強度除偏高嶺土摻量為5%的一組混凝土強度稍高外，另兩組均略有降低。這說明對于礦渣水泥再摻偏高嶺土來配制混凝土對其強度不利。

四、結(jié)論

　?。?）偏高嶺土可用作混凝土摻合料，摻量合理時，其對混凝土工作性和強度的貢獻優(yōu)于礦渣和粉煤灰。

　?。?）對于硅酸鹽水泥，偏高嶺土可等量取代10%～25%的水泥，配制的混凝土的工作性較好，混凝土強度均有所提高

　　（3）對于摻粉煤灰或礦渣的普通硅酸鹽水泥，再摻入5%～15%的偏高嶺土，配制的混凝土的工作性尚好，混凝土強度均有較大幅度提高。

　?。?）對于粉煤灰水泥或礦渣水泥，再摻入偏高嶺土，對混凝土的工作性和強度幾乎沒有益處。