偏高岭土的作用机理

1 加速水泥水化效应  偏高岭土是介稳态的无定形硅铝化合物，在碱激发下，硅铝化合物由解聚到再聚合，形成一种硅铝酸盐网络结构。偏高岭土渗入混凝土中，其活性Al203与SiO2迅速与水泥水化生成的Ca(OH)2起反应,促进水泥的水化反应进行。

 2 填充效应  混凝土可视为连续级配的颗粒堆积体系，粗集料的间隙由细集料填充，细集料的间隙由水泥颗粒填充，水泥颗粒之间的间隙则要更细的颗粒来填充。细磨的偏高岭土在混凝土中可起这种细颗粒的作用。另一方面，水化反应生成具有填充效应的水化硅酸钙及水化硫铝酸钙，优化了混凝土内部孔结构，降低了孔隙率并减小了孔径，使混凝土形成密实充填结构和细观层次自紧密堆积体系，从而有效地改善混凝土的力字性能及耐久性。

 3  火山灰效应  偏高岭土的加入能改善混凝土中浆体与集料间的界面结构。混凝土中浆体与集料间的界面区由于富集Ca(OH)2晶体而成为薄弱环节,偏高岭土有大量断裂的化竽键，表面能很大，迅速吸收部分Ca(OH)2产生二次水化反应，促进AFt和C-S-H凝肢生成，从而改善了界面区Ca(OH)2的取向度，降低了它的含量，减小了它的晶粒尺寸。这不仅有利于混凝土力学性能的提高，也改善耐久性。

4 国内外研究及应用

   在20世纪80年代囯际上开始进行了许多相关试验，发现偏高岭土消耗氢氧化钙特别快，并把它用来保护增强纤维水泥基复合材料中的玻璃纤维。20世纪90年代中后期研究力度不断堦大.主要集中于将其作为矿物掺合料对水泥及混凝土性能的影响上，已记载的文献有数十篇，包括提高抗硫酸盐性，有效抑制碱集料反应的膨胀，还有消除彩色混凝土的粉化等等。近几年，由于偏高岭土的特殊性能和远低于硅灰的价格，以及高性能混凝土的迅速发展，在国际上重新引起高度重视，相关研究论文骤然剧增。其中有代表性的有B.B. Sabir, S.Wild, J.Bai回顾了关于偏高岭土作为高火山灰活性的掺合料取代水泥，用于砂浆、混凝土和阻挡有害废弃物和其他污染物的工程应用中。此外，国内外只是偏重于研究偏高岭土对硅酸盐水泥的影响机制，而偏高岭土对其它品种水泥影响的研究尚处于初级阶段，没有形成相应的埋论。偏高岭土应用于研究的前景如此广阔，将必然得到越来越多的材料工作者的关注。

   国内有关偏高岭土研究的起步很晩，近几年才陆续有一些偏高岭土作为矿物掺含料研究的报道。钱晓倩、李宗津研究了掺偏高岭土的高强高性能混凝土的力字性能，李宗津吴科如研究了含偏高岭土水泥与高效碱水剂相容性，并发现适量掺入磨细矿渣后，其性能改善效果更为显著。在张文学等人的研究表明，偏高岭土活性甚至高于硅灰，硅灰的导入使混凝土的自收缩会增加，偏高岭土混凝土有补偿收缩的微膨胀性能，偏高岭土有较好的工作行，能改善混凝土的可塑性，增强结合性，减少泌水，加速水泥的水化，早期强度高，后期强度不断增长，提高混凝土的综合性能，偏高岭土可以用于混凝土路面和机场跑道的修补，是一种理想的修补材料，在美国和香港应用较多，在国内有待进一步的应用。

       现如今，国内外对偏高岭土作了进一步研究，研究成果集中表现在：

 1.       可以改善混凝土拌合物的和和易性，将MK作为添加剂与聚合物混合使用，可以大大改善胶砂的工作性。单独加入偏高岭土的硅酸盐水泥，水泥的需水量略有增加，凝结时间缩短，水泥与高效碱水剂的相容性降低；但将其与适量超细矿渣复掺后，水泥与高效碱水剂的相容性会大幅度改善。钱小倩等的研究发现，偏高岭土对混凝土的流动性的影响 较小，只需适当增加高效减水剂的掺量，即可保持与基准混凝土相同，且能显著改善混凝土的黏聚性和保水性。

2.      可以提高混凝土的强度。偏高岭土的渗入可以明显提高混凝土的早期强度。掺入偏高岭土后，可使水泥水化1d后的Ca(OH)2量明显减少，使之不能在水泥石与集料的界面形成大的Ca(OH)2结晶，同时C- S-H的量相应增加，混凝土硬化后平均孔径明显减少，并隨龄期的延长而减少。

3.       可以改善混凝土的耐久性，偏高岭土的加入使混凝土的自收缩减小。研究发现，经拒水粉处埋过的偏高岭土掺入水泥后，可减少水泥石的自收缩，其作用可能是因为增大了固相与孔中水的负压。偏高岭土与粉煤灰的复合掺合料也可延缓水泥石的自收缩。偏高岭土的加入相应减少了水泥用量，混凝土在凝结硬化过程中产生的水化热小，因而混凝土因体积变形导致开裂的可能性减小。

       单掺偏高岭土时，掺量 5%对于混凝土的早期强度有利; 对于混凝土的后期强度则是掺量越高，强度增长越明显。 (2) 偏高岭土、粉煤和矿渣粉的复掺相比于单掺 10%的偏高岭土，强度有明显的改善，特别是使用偏高岭土、粉煤灰和矿渣粉三种矿物掺合料时，其掺入比例为 10% ∶10% ∶5%时为****。


  青岛泰洋圣化工销售的偏高岭土为巴斯夫的知名产品，具有纯净度高，无杂质，批次质量非常稳定，目前国产高岭土与其相比还是有较大差距，所以偏高岭土SP33仍然是对质量要求较高的厂家的****。