通过可蒸发水含量法结合扫描电镜(SEM)微观分析,研究了双掺偏高岭土和石灰石粉对混凝土强度、抗碳化和抗氯离子渗透性能的影响。结果表明,双掺10%偏高岭土和不超过20%的石灰石粉可以细化混凝土孔结构并改善其界面结构,从而提高混凝土强度、抗碳化和抗氯离子渗透性能,双掺时石灰石粉最佳掺量为20%;继续增加石灰石粉掺量对改善混凝土内部结构无益,反而劣化了混凝土性能。

为解决严寒地区混凝土工程普遍出现的冻害现象,提高混凝土的抗冻性能,对双掺聚丙烯晴纤维和偏高岭土混凝土进行了200次冻融循环试验,测得其冻融前后试件的质量损失率与相对动弹性模量。结果表明,双掺聚丙烯晴纤维和偏高岭土可较大幅度提高混凝土的抗冻性能;随着偏高岭土掺量增加,混凝土质量损失率和相对动弹性模量都得到较大改善;随着聚丙烯晴纤维掺量的增加,混凝土质量损失率得到改善,相对动弹性模量逐渐降低。

阐述了具有火山灰特性的偏高岭土在混凝土中的应用情况,通过配制C50和C60两种高强混凝土,进行了强度、氯离子渗透、收缩试验,进一步验证了偏高岭土材料在混凝土应用中的耐久性能表现。

随着PHC管桩生产、加工工艺的日益成熟,越来越多的矿物掺合料被应用其中以提高工作性能和使用性能。偏高岭土作为一种高活性矿物掺合料,因其独有的特性在改善混凝土耐久性能方面具有优异表现,因此在PHC管桩中将有着非常广阔的应用前景。

采用偏高岭土、粉煤灰和矿渣等量取代水泥,并将偏高岭土与粉煤灰、矿渣分别复掺配制混凝土,对混凝土的工作性、抗压强度和耐久性进行了研究。结果表明,偏高岭土用作混凝土掺合料且掺量合理时,其对混凝土坍落度和抗压强度的影响优于粉煤灰和矿渣,配制的混凝土抗腐蚀性和抗冻融性均有所提高。

为实现核废物处置成本最小化,提高放射性焚烧灰的固化效率和水泥固化体的安全性,开展了高包容量放射性焚烧灰水泥固化材料的研究。结果表明:经偏高岭土、粉煤灰、沸石、蛭石及聚合物乳胶粉优化改性的新型水泥固化材料,固化体中的放射性焚烧灰包容量高(40%),力学性能及耐久性能优良,核素离子浸出率低,尤其是固化超铀核素时,第42d浸出率<1.0×10–6cm/d,累计浸出分数<6.0×10–4cm。新型水泥固化材料可大幅度减小单位数量核废物的最终固化体积。