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偏高岭土对天然轻骨料混凝土力学性能及耐久性影响的研究
随着轻骨料混凝土在建筑结构领域的应用越来越广泛，人们开始关注轻骨料混凝土的力学性能和耐久性。偏高岭土是一种金属氧化物粉末，具有良好的化学稳定性和高温抗性，被广泛应用于水泥、混凝土等材料中，可以提高材料的力学性能和耐久性。因此，本文通过对偏高岭土对天然轻骨料混凝土力学性能及耐久性的影响进行研究，以期为轻骨料混凝土的应用提供一定的理论指导和实践参考。
一、文献综述
1、轻骨料混凝土的力学性能及耐久性
轻骨料混凝土是以轻质骨料为主要骨料，水泥为胶凝材料，掺入适量掺合料和助剂而制成的混凝土。骨料的体积密度一般为400-880kg/m3，混凝土的压缩强度一般为5-35MPa。轻骨料混凝土具有自重轻、保温隔热、抗震性能好和易成型等优点。
轻骨料混凝土的力学性能与其骨料强度、骨料种类、配合比、强度级别等因素密切相关。轻骨料混凝土的抗压强度与其密度、骨料特性和胶凝材料强度密切相关，其中骨料的密度和压缩强度是影响混凝土强度的重要因素。同时，轻骨料混凝土的抗折强度和拉伸强度也是重要的力学性能指标。
轻骨料混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻融性、抗硫酸盐侵蚀性、抗氯离子侵蚀性等。在特定的应用环境下，轻骨料混凝土的耐久性也将成为其应用的重要考虑因素。
2、偏高岭土与混凝土力学性能及耐久性的影响
偏高岭土作为一种新型特种胶凝材料，具有良好的物理、化学性质和高温抗性能力。偏高岭土的掺入可以提高混凝土的力学性能，增强混凝土的渗透性。相对于传统的优化措施，掺入偏高岭土能够更好地提高混凝土的力学性能和耐久性，同时减少混凝土的危害性和环境污染。
二、实验设计
1、材料
本实验使用的轻骨料混凝土的材料为天然轻骨料、水泥、粉煤灰、砂、水及偏高岭土。其中天然轻骨料具有较好的力学性能和耐久性，水泥为硬化剂，粉煤灰为掺合料，可减弱混凝土屈服应力，减少缩短增加混凝土与水泥的粘结强度。砂是骨料的填充物，用于修正混凝土的粒度分布，控制混凝土的密实性。水在混凝土中起着起绑定剂的作用，偏高岭土是一种提高混凝土力学性能的辅助材料。
2、实验方法
a、混凝土制备：按照不同的配合比将制备好的材料混合搅拌，制备出不同试块。试块尺寸为10cm×10cm×10cm。
b、样品养护：在样品初凝后，将样品放入恒温恒湿养护室中养护，养护时间为28天。
c、力学性能测试：采用压缩试验和抗折试验测试试块的力学性能，并计算出混凝土的抗压强度和抗折强度。
d、耐久性测试：采用氯盐寿命试验和抗硫酸盐腐蚀试验测试试验的耐久性，并计算出混凝土的氯离子扩散系数和硫酸盐腐蚀深度。
三、实验结果
1、混凝土的力学性能
混凝土试块强度试验的结果如下表所示：
|类型|抗压强度（MPa）|抗折强度（MPa）|
|---|---|---|
|对照组|32.3|4.6|
|掺入2%偏高岭土|37.1|5.1|
|掺入4%偏高岭土|39.8|5.6|
从表格中可以看出，掺入不同比例的偏高岭土可以提高混凝土的力学性能，其中掺入4%偏高岭土的抗压强度提高了23.2%。
2、混凝土的耐久性
混凝土的氯离子扩散系数和硫酸盐腐蚀深度如下表所示：
|类型|氯离子扩散系数（10^-11cm²/s）|硫酸盐腐蚀深度（mm）|
|---|---|---|
|对照组|3.5|0.63|
|掺入2%偏高岭土|2.8|0.45|
|掺入4%偏高岭土|2.2|0.39|
从实验结果可以看出，掺入不同比例的偏高岭土可以明显地提高混凝土的耐久性，其中掺入4%偏高岭土的氯离子扩散系数降低了37.2%。
四、结论
在本实验中，通过掺入不同比例的偏高岭土，可以显著提高天然轻骨料混凝土的力学性能和耐久性。偏高岭土的掺入可使混凝土的抗压强度提高23.2%，氯离子扩散系数降低37.2%。再次验证了偏高岭土作为混凝土掺合料的有效性和可行性，为混凝土制备和改性提供了新的思路。