1、偏高嶺土對(duì)水泥基材料水化過(guò)程的影響

lagier 等發(fā)現(xiàn)，隨水泥堿含量 Na2Oeq( Na2O + 0.658K2O) 的增加，偏高嶺土火山灰反應(yīng)加速； 認(rèn)為含量的增大有助于偏高嶺土的溶解，從而加速了硅酸三鈣(C3A) 水化。Cabrera 等研究了偏高嶺土和 Ca ( OH) 2 在 60 ℃水中的反應(yīng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn) 60% 的 Ca( OH) 2 在反應(yīng)發(fā)生初始 5 h 內(nèi)已消耗，反應(yīng)進(jìn)行 2 h 至 9 內(nèi)，出現(xiàn)了反應(yīng)產(chǎn)物 C2 ASH8 和 C4 AH13，而水榴石 CaAl2 ( SiO4 ) 3( OH) 4y則在反應(yīng)發(fā)生 30 h 后才出現(xiàn)； 認(rèn)水榴石是偏高嶺土與 Ca( OH) 2 反應(yīng)的直接產(chǎn)物，并非由其它亞穩(wěn)態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)變而來(lái)。

Kyritsis 等研究認(rèn)為，水榴石 CaAl2 (SiO4 )3-y(OH) 4y的組分和形貌與養(yǎng)護(hù)溫度以及α-Al2 O3 的摻量有關(guān)； 當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度在200～ 325 ℃之間和 α-Al2 O3 摻量在 0 ～ 50% 之間變化時(shí)，水榴石呈現(xiàn)出八面體和二十四面體形貌。

大量研究表明，礦物摻合料摻入水泥基材料中，可引起早期材料內(nèi)部的溫度升高。與粉煤灰和礦渣不同，偏高嶺土的火山灰反應(yīng)較快，且還可促進(jìn) C3A 的水化。水泥早期水化放熱的主要礦物為C3S，實(shí)際工程中多采用高 C2S 水泥，以此來(lái)避免內(nèi)部溫度過(guò)高而產(chǎn)生的膨脹開(kāi)裂問(wèn)題。雖然熟料中C3A與C3S 相比含量較少，放熱量遠(yuǎn)不如 C3S，但在高C3A水泥中還是應(yīng)當(dāng)少用偏高嶺土作為礦物摻合料，以避免和水泥水化產(chǎn)生的協(xié)同放熱效應(yīng)。

2、偏高嶺土對(duì)水泥基材料內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的影響

Frias 等發(fā)現(xiàn)偏高嶺土對(duì)硬化水泥漿體的孔隙率，孔徑分布和孔徑尺寸均有明顯的改善作用。隨著齡期的增加，總孔隙率和毛細(xì)孔數(shù)量呈明顯下降趨勢(shì)，凝膠孔數(shù)量逐漸增多。Poon 等研究發(fā)現(xiàn) 20% 摻量的偏高嶺土可使混凝土 3 d、7 d、28 d 的總孔隙率分別降低 2.13% ，3.11% ，3.26% ； 可使3 d、7 d、28 d 的混凝土的平均孔徑尺寸減小 9.9 nm，14.5 nm，21.1 nm。

Janotka 等研究了低純度( 36.0wt% ，31.5wt % 和 40.0wt % ) 偏高嶺土對(duì)硬化水泥漿體孔結(jié)構(gòu)的改善效果。結(jié)果表明： 水泥凈漿28d齡期和90d齡期的總孔隙率為29.37% 和 26.09% ，均高于含 20% 偏高嶺土硬化水泥漿體。

基準(zhǔn)水泥凈漿 28 d 齡期和 90 d 齡期的滲透系數(shù)為 2.3 × 10-10 m /s和0.7 × 10-10 m /s，而含20%偏高嶺土硬化水泥漿體28 d 齡期和 90 d 齡期的滲透系數(shù)分別為1.2×10-10 m /s 和 0.4×10-10 m/s，3.7 × 10-10m /s 和 1.5×10-10 m /s，0.3 × 10-10 m /s和0.3 × 10-10 m /s。文章未解釋其中一組低純度偏高嶺土(31.5% ) 滲透系數(shù)大于基準(zhǔn)水泥凈漿對(duì)應(yīng)數(shù)值的原因。作者認(rèn)為應(yīng)于該組偏高嶺土中所含雜質(zhì)有關(guān)。

3、偏高嶺土對(duì)水泥基材料力學(xué)性能的影響

陳益蘭等研究了 7wt% 偏高嶺土與 13wt% 粉煤灰(礦渣) 雙摻的水膠比為 0.38 的混凝土的力學(xué)性能。結(jié)果表明： 偏高嶺土和粉煤灰雙摻的混凝土 3 d，7 d，28 d，60 d 抗壓強(qiáng)度分別為基準(zhǔn)混凝土的 130%，131% ，114%，115% ； 偏高嶺土和礦渣雙摻的混凝土 3 d，7 d，28 d，60 d抗壓強(qiáng)度分別為基準(zhǔn)混凝土的133%，130%，106%，107% ； 與對(duì)比的硅灰和粉煤灰雙摻混凝土以及硅灰和礦渣雙摻混凝土相比，強(qiáng)度均有不同程度的提高，后者對(duì)應(yīng)齡期的抗壓強(qiáng)度分別為基礎(chǔ)混凝土的120% ，125%，108%，113%和137%，122%，111%，119% 。該實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)比28 d抗壓強(qiáng)度與28 d劈裂強(qiáng)度的比值，認(rèn)為在相同強(qiáng)度等級(jí)條件下，偏高嶺土的摻入有助于降低混凝土的脆性。

Arikan 等研究了利用 20wt%不同來(lái)源的高嶺土經(jīng)過(guò)2 h熱活化的后所得的偏高嶺土配制水灰比為0.5的水泥砂漿的強(qiáng)度變化，發(fā)現(xiàn)摻有偏高嶺土的砂漿7 d齡期的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)砂漿89%，87%，94%，抗折強(qiáng)度分別為基準(zhǔn)砂漿的 91%，91%，104% ； 28 d 齡期分別達(dá)到基準(zhǔn)砂漿抗壓強(qiáng)度的105%，100% ，97%，抗折強(qiáng)度分別為基準(zhǔn)砂漿的95%，98%，93% ； 90d 齡期的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn)砂漿103%，105%，95% ，抗折強(qiáng)度為基準(zhǔn)砂漿的105% ，105%，95%。

對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果需指出的是所選原料中有效成分高嶺石較少，分別為73.6%，53.6% 和 41.6%，遠(yuǎn)低于商業(yè)偏高嶺土中(SiO2 + Al2O3)百分比含量86.5%，87.5%，84%。其次，對(duì)于強(qiáng)度數(shù)據(jù)中略微倒縮的現(xiàn)象，作者在文章中并未加以解釋?zhuān)�但�?jù)推測(cè)應(yīng)于該組所含偏高嶺土中雜質(zhì)( Fe2O3 + TiO2 ) 有關(guān)。

此外Jin 等發(fā)現(xiàn)偏高嶺土對(duì)新拌混凝土軸向抗壓強(qiáng)度的貢獻(xiàn)均大于硅灰。Crassagnabere 等研究表明： 摻入了25%偏高嶺土的水泥砂漿經(jīng)蒸養(yǎng)后，與基準(zhǔn)砂漿相比，抗壓強(qiáng)度增加了 39% ； 內(nèi)部 Ca(OH)含量下降了73% ，C-S-H凝膠含量增加了44% 。