高嶺土可提高混凝土耐腐蝕性

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(gè)重要作用是其可以顯著提高混凝土的耐腐蝕性。混凝土結(jié)構(gòu)破壞的原因之一是硫酸鹽侵人生成石膏或鈣礬石從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹破壞。砂漿在硫酸鹽侵蝕下，體積膨脹主要來自于兩種膨脹性生成物――鈣磯石或石膏的形成，從被腐蝕砂漿樣品的XRD譜圖看出，結(jié)晶物相組成除了雜質(zhì)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(chǎn)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(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)的取代量范圍內(nèi)(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(qiáng)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(shí)砂漿試件至520d的膨脹率接近于零，即不產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕破壞。Khatistrong等認(rèn)為抗硫酸鹽侵蝕能力的提高可主要?dú)w因于偏高嶺土、高嶺土加工混凝土孔的細(xì)化和Ca(OH)2含量的降低，前者阻止硫酸鹽滲入，后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系的抗硫酸鹽侵蝕能力，通過XRD等微觀測試手段對這幾種體系的侵蝕類型進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，不同的摻和料(偏高嶺土、粉煤灰和超細(xì)礦渣)及其摻加方式(CMS、CMF和CS)配制的膠凝體在侵蝕介質(zhì)中發(fā)生的侵蝕類型并不相同，其中空白試塊(C)和單摻試塊(CS)既發(fā)生了鈣礬石型侵蝕，又發(fā)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(fā)現(xiàn)在硫酸鹽的作用下，兩組混凝土試塊的質(zhì)量和強(qiáng)度均發(fā)生了不同程度的變化，摻有部分偏高嶺土的試塊質(zhì)量變化率明顯小于基準(zhǔn)試塊，基準(zhǔn)試塊的抗壓強(qiáng)度由50.5MPa下降至46.8MPa，強(qiáng)度損失率達(dá)7.33%，摻有15%偏高嶺土的試塊抗壓強(qiáng)度從60.7MPa下降到58.4MPa，強(qiáng)度損失率僅為3.79%，由此看出偏高嶺土有利于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(xué)結(jié)合和物理吸附的能力統(tǒng)稱為對氯離子的固化能力。當(dāng)混凝土中的氯離子量一定時(shí)，其固化能力越強(qiáng)，則游離態(tài)氯離子越少，引發(fā)鋼筋銹蝕的概率也越低。偏高嶺土的主要化學(xué)成分為無定形態(tài)的A10O3、SiO2，能提供大量的形成弗里德爾鹽(FriedePssalt，簡稱F鹽)所需的鋁組分，降低游離氯離子的濃度，增強(qiáng)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(yǎng)護(hù)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(jié)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(dá)到非常大。通過EDS能譜發(fā)現(xiàn)其中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%的氯離子，這也證明摻入偏高嶺土后其水泥水化產(chǎn)物C-S-H(水化硅酸鈣)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(dǎo)電量的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，含偏高嶺土15%〜20%時(shí)，混凝土導(dǎo)電量僅為基準(zhǔn)混凝土的一半;偏高嶺土摻量低于30%時(shí)，氯離子導(dǎo)電量隨著偏高嶺土摻量的增加而減校這是由于混凝土的孔系結(jié)構(gòu)得到改善，偏高嶺土大大提高了混凝土的耐久性能，致密的混凝土孔系結(jié)構(gòu)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(jié)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(kuò)散系數(shù)低于水灰比為0.3的基準(zhǔn)混凝土中Cl-的擴(kuò)散系數(shù)。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，觀察了鋼筋的銹蝕情況，研究了不同摻和料和阻銹劑對海水海砂混凝土護(hù)筋性的影響。結(jié)果表明，粉煤灰、礦渣對海水海砂混凝土護(hù)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;復(fù)摻偏高嶺土(20%)和三乙醇胺(1.5%)后，海水海砂混凝土的護(hù)筋性明顯提高，鋼筋極化電位與淡水標(biāo)準(zhǔn)砂配制的普通混凝土相近，鋼筋失重率明顯降低，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)420d后鋼筋無銹蝕。其原因在于偏高嶺土的活性物質(zhì)工Al2O3含量高，同時(shí)存在Al2O3?2SiO2，這都有利于其對氯離子的物理吸附或化學(xué)結(jié)合，因此，其固化氯離子能力更強(qiáng)。而三乙醇胺主要是吸附在鋼筋表面，改變了金屬表面的性質(zhì)，從而抑制了金屬的腐蝕。

黃戰(zhàn)等(2008)通過不同比例的偏高嶺土礦渣復(fù)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(dǎo)電量。往礦渣混凝土中再摻入偏高嶺土后，還能夠大幅度降低混凝土的氯離子導(dǎo)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(dǎo)電量越校在偏高嶺土、礦渣復(fù)摻混凝土中，礦渣和水泥的優(yōu)化比例在3:7左右，這樣既保證了混凝土的強(qiáng)度，又使得混凝土具有優(yōu)越的抗氯離子擴(kuò)散性能。

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