高嶺土可提高混凝土耐腐蝕性

時間：2014-05-07 10:16:33

作者：博鱼機器

耐腐蝕性：①耐硫酸鹽腐蝕性偏高嶺土在高性能混凝土中的另一個重要作用是其可以顯著提高混凝土的耐腐蝕性。混凝土結構破壞的原因之一是硫酸鹽侵人生成石膏或鈣礬石從而導致混凝土結構的膨脹破壞。砂漿在硫酸鹽侵蝕下，體積膨脹主要來自於兩種膨脹性生成物――鈣磯石或石膏的形成，從被腐蝕砂漿樣品的XRD譜圖看出，結晶物相組成除了雜質石英外，其高嶺土的用途它相主要為鈣磯石或石膏或方解石或氯化鈉晶體。其中鈣礬石和石膏是典型的硫酸鹽侵蝕產物。

Khatistrong等(1998)研究了偏高嶺土對水泥砂漿抗Na2S04溶液侵蝕性的影響，在5%的Na2SO4溶液中浸泡至520d的結果表明，在實驗的取代量範圍內(理想取代量為25%)，偏高嶺土可以顯著提高水泥砂漿的耐腐蝕性，砂漿試件的膨脹率減小，強度提高，耐腐蝕性隨取代量的增大而提高，取代量為20%和25%時砂漿試件至520d的膨脹率接近於零，即不產生硫酸鹽侵蝕破壞。Khatistrong等認為抗硫酸鹽侵蝕能力的提高可主要歸因於偏高嶺土、高嶺土加工混凝土孔的細化和Ca(OH)2含量的降低，前者阻止硫酸鹽滲入，後者降低鈣礬石和石膏的形成。

羅帥等(2007)通過短期以硫酸鈉溶液浸泡的方法來研究幾種膠凝材料體係的抗硫酸鹽侵蝕能力，通過XRD等微觀測試手段對這幾種體係的侵蝕類型進行了研究。結果表明，不同的摻和料(偏高嶺土、粉煤灰和超細礦渣)及其摻加方式(CMS、CMF和CS)配製的膠凝體在侵蝕介質中發生的侵蝕類型並不相同，其中空白試塊(C)和單摻試塊(CS)既發生了鈣礬石型侵蝕，又發生了石膏型侵蝕，雙摻試樣(CMS和CMF)則是以鈣礬石型侵蝕為主。

楊鳳玲等(2011)發現在硫酸鹽的作用下，兩組混凝土試塊的質量和強度均發生了不同程度的變化，摻有部分偏高嶺土的試塊質量變化率明顯小於基準試塊，基準試塊的抗壓強度由50.5MPa下降至46.8MPa，強度損失率達7.33%，摻有15%偏高嶺土的試塊抗壓強度從60.7MPa下降到58.4MPa，強度損失率僅為3.79%，由此看出偏高嶺土有利於提高混凝土的耐腐蝕性。

②對氯離子的固化能力混凝土對氯離子的化學結合和物理吸附的能力統稱為對氯離子的固化能力。當混凝土中的氯離子量一定時，其固化能力越強，則遊離態氯離子越少，引發鋼筋鏽蝕的概率也越低。偏高嶺土的主要化學成分為無定形態的A10O3、SiO2，能提供大量的形成弗裏德爾鹽(FriedePssalt，簡稱F鹽)所需的鋁組分，降低遊離氯離子的濃度，增強鋼筋混凝土的耐腐蝕性。

楊長輝等(2010)以偏高嶺土作為礦物摻和料，通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)研究了偏高嶺土摻量、養護溫度、硫酸鹽、金屬陽離子等因素對水泥石氯離子固化率的影響。結果表明，摻入偏高嶺土能顯著增加水泥石中F鹽的含量，摻加40%偏高嶺土可使其對氯離子的固化效果達到非常大。通過EDS能譜發現其中含有質量分數為2.2%的氯離子，這也證明摻入偏高嶺土後其水泥水化產物C-S-H(水化矽酸鈣)凝膠能物理吸附氯離子。

曹征良等(2004)研究偏高嶺土對混凝土Cl-導電量的影響時發現，含偏高嶺土15%〜20%時，混凝土導電量僅為基準混凝土的一半;偏高嶺土摻量低於30%時，氯離子導電量隨著偏高嶺土摻量的增加而減校這是由於混凝土的孔係結構得到改善，偏高嶺土大大提高了混凝土的耐久性能，致密的混凝土孔係結構有效地阻止了離子的自由遷移。

Boddy等(2001)研究了偏高嶺土取代量為0.8%和12%，水膠比為0.3和0.4混凝土的氯離子滲透性。結果表明，水灰比為0.4、摻加8%和12%偏高嶺土的水泥混凝土中Cl-的擴散係數低於水灰比為0.3的基準混凝土中Cl-的擴散係數。說明偏高嶺土可以大大降低混凝土的氯離子滲透性。

周俊龍等(2012)測試了海水海砂膠砂中鋼筋的極化電位和失重率，觀察了鋼筋的鏽蝕情況，研究了不同摻和料和阻鏽劑對海水海砂混凝土護筋性的影響。結果表明，粉煤灰、礦渣對海水海砂混凝土護筋性改善作用有限，而偏高嶺土的改善作用顯著，鋼筋極化電位明顯正移;複摻偏高嶺土(20%)和三乙醇胺(1.5%)後，海水海砂混凝土的護筋性明顯提高，鋼筋極化電位與淡水標準砂配製的普通混凝土相近，鋼筋失重率明顯降低，標準養護420d後鋼筋無鏽蝕。其原因在於偏高嶺土的活性物質工Al2O3含量高，同時存在Al2O3・2SiO2，這都有利於其對氯離子的物理吸附或化學結合，因此，其固化氯離子能力更強。而三乙醇胺主要是吸附在鋼筋表麵，改變了金屬表麵的性質，從而抑製了金屬的腐蝕。

黃戰等(2008)通過不同比例的偏高嶺土礦渣複摻粉對混凝土性能的影響研究表明，礦渣能夠降低混凝土的氯離子導電量。往礦渣混凝土中再摻入偏高嶺土後，還能夠大幅度降低混凝土的氯離子導電量。礦渣和偏高嶺土在膠凝材料中的摻量越大，混凝土的氯離子導電量越校在偏高嶺土、礦渣複摻混凝土中，礦渣和水泥的優化比例在3:7左右，這樣既保證了混凝土的強度，又使得混凝土具有優越的抗氯離子擴散性能。