偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的影响

作者：苏运辉; 徐家兴; 张立刚; 张禛庆; 彭建伟; 周晓丰; 郑克仁^*

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(10): 3779-3788.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20222063

• 偏高岭土
• 石灰石粉
• 热力学模拟
• 电通量
• 抗氯离子渗透性

石灰石粉替代部分水泥熟料能有效降低水泥的碳排放，但大掺量石灰石粉会降低水泥基材料抗氯离子渗透性能。偏高岭土的掺入可显著改善石灰石粉水泥体系的抗氯离子渗透性能，然而改善机理暂不明确。为了揭示偏高岭土对大掺量石灰石粉水泥抗氯离子渗透性能的改善作用，应用热力学模拟方法预测多组分胶凝体系水化物相组成(体积比)，并基于模拟结果设计大掺量石灰石粉的复合胶凝材料组成。采用吸水率、电通量法表征混凝土试件的抗氯离子渗透性能，结合基体孔隙结构、物相组成分析抗氯离子渗透性的改善原因。研究结果表明：热力学模拟能够较好地预测偏高岭土-石灰石粉-水泥复合胶凝体系的水化物相组成。加入偏高岭土后，尽管由于稀释效应使得基体总孔隙率有所增大，但火山灰反应增加了水化硅酸钙凝胶数量，细化了孔径分布；且增加的水化硅酸钙凝胶增强了对碱离子的吸附作用，显著降低孔溶液中离子浓度，从而极大地降低混凝土的电通量，使得水泥石的抗氯离子渗透性能得到显著提升。在石灰石粉掺量为25%的条件下，掺入10%偏高岭土后试件的24 h吸水率和6 h电通量分别下降了约67.2%和90.3%。掺加偏高岭土后，通过细化孔径分布、增强C-S-H凝胶的吸附作用等多个方面改善了石灰石粉水泥基材料抗氯离子渗透性能。

• 单位
  中南大学; 安徽中铁工程材料科技有限公司; 土木工程学院