以浙江某高校图书馆“红、黄、灰、白”四色同体的现浇装饰清水混凝土工程为研究对象,采用普通灰色硅酸盐水泥为基础胶凝材料,配以钛白、铁红、铁黄、铁黑、群青等无机颜料,结合自主研发的高活性偏高岭土矿物固色剂,制备了色彩稳定及性能优异的四色清水混凝土,实现了低成本、彩色的装饰清水混凝土配制技术的突破。

研究了水泥浆、偏高岭土地聚物、掺粉煤灰偏高岭土地聚物、水泥浆-偏高岭土地聚物增强处理再生骨料对混凝土抗压强度的影响。结果表明:四种增强材料处理的再生骨料对混凝土抗压强度的影响顺序大小为水泥浆-偏高岭土地聚物>偏高岭土地聚物>水泥浆>掺粉煤灰偏高岭土地聚物。

研究了单掺、复掺沥青混凝土搅拌站废粉和偏高岭土对混凝土力学性能和耐久性能的影响。结果表明:单掺废粉试件不同龄期的抗压强度、抗折强度均随着废粉掺量的增加而减小;复掺30%废粉+6%偏高岭土可有效提高试件的28 d抗压强度;空白组、单掺15%废粉、复掺30%废粉+6%偏高岭土试件均满足设计抗渗等级P8的要求,且三者在相同龄期的碳化深度相近;单掺15%废粉试件的氯离子迁移系数、孔隙率、平均孔径、临界孔径、最可几孔径均最大,说明废粉的掺入对混凝土的孔结构不利;复掺30%废粉+6%偏高岭土试件的氯离子迁移系数、孔隙率、平均孔径、临界孔径、最可几孔径均最小,说明偏高岭土的掺入可显著改善掺废粉混凝土的孔结构。

利用正交试验方法研究了硅灰掺量(3%、5%、7%)、偏高岭土掺量(8%、10%、12%)与聚丙烯纤维体积掺量(1%、2%、3%)对透水混凝土力学性能、渗透性能和耐久性能的影响。正交试验结果表明:硅灰对透水混凝土力学性能的影响较为显著,纤维对透水混凝土连续孔隙率的影响较为显著;得出推荐掺量为:硅灰掺量为7%、偏高岭土掺量为10%、纤维掺量为2%。冻融循环试验结果表明:透水混凝土的相对动弹性模量、抗压强度均随冻融循环次数的增加而降低,质量损失率、连续孔隙率和透水系数均随冻融循环次数的增加而逐渐增大;透水混凝土冻融循环后的相对剩余抗压强度与动弹性模量损伤度呈抛物线型下降的趋势。

对比研究了二元和四元矿物掺合料混凝土的自收缩、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能,并利用四元复掺配合比与碳纤维网复合制备了纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,以下简称TRC),进行了TRC平板试件的耐久性能研究。结果表明:对比二元复掺混凝土,粉煤灰-矿粉-偏高岭土-石灰石粉四元复合掺合料可以有效减少混凝土试件的早期自收缩,有效提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗硫酸根离子侵蚀性,优化混凝土的孔结构,密实界面过渡区;四元复合掺合料与碳纤维编织网复合制备的TRC板具有良好的耐久性能。

结合一定条件下的水泥基材料泛碱处理措施与计算机图像分析技术,提出了一种定量表征水泥基材料泛碱程度的方法。基于该项方法,研究活性矿物掺合料偏高岭土对水泥基材料泛碱问题的影响。同时采用热重分析测试方法分析不同掺量偏高岭土的水泥基材料内部泛碱物质含量,并研究了偏高岭土对材料力学性能的影响。结果表明,适宜偏高岭土可以有效地抑制水泥基外墙系统的泛碱问题并保持其良好的力学性能。

以偏高岭土（MK）0~6%等量取代硅酸盐水泥配制混凝土,研究了MK改性混凝土的抗压强度、电通量和氯离子扩散系数的变化规律,并通过XRD、TG-DSC对其机理进行分析。试验结果表明,MK能促进水泥水化进程,提高混凝土的抗压强度,降低电通量和氯离子扩散系数,混凝土的抗渗性能得到显著优化,其中掺量为6%时效果最佳。

以d50=1.03μm的偏高岭土依次取代0、20%、40%、60%、80%和100%的二氧化硅微粉,研究了偏高岭土对耐火材料基质常温强度、泛霜性能、热处理后线收缩率、不同温度(600℃、800℃和1000℃)的热处理以及800℃重烧10次后的力学性能。结果表明,偏高岭土不利于在800℃重烧时基质强度的提高,但偏高岭土能够较好地改善基质的泛霜性能,减小基质热处理后的线收缩率,且在偏高岭土替代二氧化硅微粉量为40%时,基质具有良好的常温和热处理后的力学性能。

以C60混凝土为研究对象,通过单掺和复掺不同比例的粉煤灰、矿粉、偏高岭土,研究各矿物掺合料对混凝土抗压强度及体积稳定性的影响。结果表明,单掺粉煤灰和偏高岭土能有效降低混凝土试件的收缩率,其中掺加20%粉煤灰的混凝土试件,60d收缩率相比不掺加时降低了19.07%,单掺偏高岭土10%与20%时,收缩率分别降低了28.66%和30.27%,二者相差不大。复掺10%偏高岭土+20%粉煤灰时,混凝土试件的收缩率得到进一步降低,60d收缩率仅为空白样的60.02%,且28d抗压强度为63.5MPa,与空白样相比略微降低。

将硅烷偶联剂改性后的偏高岭土应用于水泥基材料中,研究了改性偏高岭土对混凝土工作性能、力学性能和渗透性的影响。并运用压汞和SEM等方法对其影响机理进行了探讨。结果表明,硅烷偶联剂改性偏高岭土能够有效改善混凝土的工作性能,提高混凝土的强度,还可以优化混凝土的孔结构和界面过渡区结构。