摘 要

水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，在现实生产生活中应用十分广泛。随着高层建筑、高质量桥梁等的产生，人们对水泥性能的要求不断增强，高强和高性能混凝土由此而生。

本文研究了将煤系高岭土制备成偏高岭土后，不同偏高岭土掺量对水泥标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度、抗压强度的影响。本文以不同的偏高岭土掺量等量替代水泥后，进行水泥的标准稠度需水量测试，在标准稠度需水量条件下，制备水泥净浆，测定水泥的初凝终凝时间。按照国标制备水泥胶砂，分别养护3、7和28天测量水泥抗折抗压强度，分析偏高岭土掺量对水泥强度的影响。实验结果表明：随着偏高岭土掺量的增加，水泥标准稠度需水量也增加，标准稠度下，水泥凝结时间缩短。偏高岭土掺量对水泥7天和28天抗折抗压强度有较大影响，偏高岭土掺量增加，抗折抗压强度增大，在12%时达到最大强度，28天抗折强度增大了24%，28天抗压强度增大了19.5%。

关键词：偏高岭土;掺量;抗折强度;抗压强度

Abstract

Cement is a hydraulic inorganic binder powder, produced in real life is very extensive. With produce high-rise buildings, bridges and other high-quality, people's increasing demand for cement properties, high strength and high performance concrete for us.

This paper studies the different dosage of metakaolin water consumption of cement standard consistency, setting time, flexural strength, compressive strength of influence. The experimental results show that with the increase of dosage of metakaolin, cement standard consistency water demand will increase, normal consistency, the cement setting time shortened. Flexural strength increased. Metakaolin content has a great influence on compressive strength of cement, metakaolin content increased, the compressive strength increases, the maximum strength when 12%.

Key words：Metakaolin;Dosage;Breaking strength;Compressive strength

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 IV

第1章 绪论 6

1.1 引言 6

1.2 高强混凝土研究现状 6

1.2.1 国外高强混凝土的应用概况 7

1.2.2 国内高强混凝土应用概况 7

1.3高强混凝土的机理 7

1.4 偏高岭土在水泥中的应用 8

1.5课题的背景、目的和意义 9

第2章 原矿分析、标准稠度及凝结时间 11

2.1 原矿分析 11

2.1.1 XRF测试 11

2.1.2 XRD测试 11

2.1.3 TG测试 12

2.2研究目的和内容 13

2.3标准稠度需水量测定实验步骤 13

2.4凝结时间测定实验步骤 14

2.4.1 初凝时间测定实验步骤 14

2.4.2 终凝时间测定 14

2.5实验结果及分析 15

2.5.1标准稠度需水量 15

2.5.2凝结时间 16

3.1 实验原料和仪器设备 17

3.1.1 实验原料 17

3.1.2 仪器设备 17

3.2 实验目的和内容 18

3.3实验步骤 18

3.3.1搅拌 18

3.3.2 成型 18

3.3.3 养护 19

3.3.4脱模后水中养护 19

3.3.5 抗折强度测试 19

3.3.6抗压强度测试 19

3.4 实验结果及分析 20

3.4.1 抗折强度 20

3.4.2抗压强度 21

第 4 章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第1章 绪论

1.1 引言

长久以来，作为建筑材料中不可缺少的组分，水泥被广泛应用于土木、水利、雕塑等各种工程之中。在日常生活中，随处可见水泥制品，水泥已经成为了我们生存、居住必不可少的一部分，如果没有水泥，我们将无法建造房屋、无法建造平坦的公路、无法建造横跨大将大河的桥梁，水泥在我们生活的方方面面都有非常重大的意义。由于科技水平的不断提高，原有的水泥已经难以满足人们的需求，人们对于水泥各项性能的要求变得更为突出，尤其是水泥的强度、耐久性等。为了改善混凝土的强度、耐久性、耐酸度和耐腐蚀等各种性能,经过多年的探究，人们发现使用某些物质替代一部分水泥,可以有效提高水泥各项性能。最常用的为水泥混合材或混凝土的掺合料，例如矿渣、粉煤灰、火山灰及硅灰等,其中硅灰颗粒很小,在水泥中水化很快,可迅速吸收氢氧化钙形成凝胶产物,从而改善了混凝土的早期及后期性能。所以,硅灰是用来制造高强度水泥非常有效的辅助胶凝材料。而矿渣、粉煤灰、沸石等材料与氢氧化钙的反应则较慢,人们将其超细粉磨,从而提高了水化活性,于是也可用它们来制备高强及高性能混凝土。由于粉煤灰、矿粉和硅灰等都存在某些问题，有的经济耗费高，有的效果不够理想。因此，人们不断探索新型的、高效的、经济的矿物掺加料。在探索新型高效的矿物添加剂的过程中,人们同时发现高岭土脱水转化成偏高岭土后,也能产生硅灰、粉煤灰等添加剂的效果，也能增强水泥强度。并且效果更好、更加经济环保，相比于其他矿物掺加料，具有更好的前景。因此，对于偏高岭土的研究正在渐渐增多。

1.2 高强混凝土研究现状

当下由于科学技术的飞速进步和不断发展，现代高层建筑、道路、桥梁等各行各业对混凝土材料的性能要求不断提高，高强度的混凝土因此产生。现代高强混凝土是以水泥、砂、石、水作为原材料，采用常规的生产方法进行配置，加入高效减水剂，或同时掺加高活性的矿物材料，使拌和料具有良好的工作度，并在凝结后具有较高的强度，1964年日本最早出现了现代高强混凝土的应用，由于现代高强混凝土消除了不能预拌生产和泵送施工困难等问题，所以很快在世界各地得到广泛应用。配置高强度的混凝土主要有以下几种途径：通过加入高效的减水剂以降低混凝土的水灰比；通过添加矿物掺合
料孔尺寸和孔隙率，以改善混凝土的孔隙结构；通过矿物掺合料的加入，消耗水泥水化产生的Ca(OH)₂，从而有效改善水泥的强度；采用“水泥裹砂搅拌工艺”和“高频振捣成型工艺”等，使混凝土的施工工艺更加优化；水泥的养护分为两种，在蒸气压下养护和在湿气养护箱中养护。两种不同的养护方式对水泥的强度，耐久性，耐腐蚀等各种性能都会产生不同效果。高强混凝土的配合比设计要点是：在选取砂石时，选用质量上乘的石料，采用硅灰、偏高岭土等优质添加剂，只有这样才能得到高强的混凝土。高强混凝土作为一种新的建筑材料，具有多种优越性，能够适应各种不良环境中的应用，在房屋建筑中，能使房屋的使用年限增长，减少常规水泥的消耗，节约经济。在道路桥梁中，使用高强混凝土能增强其强度和稳定性，降低出现意外事故的可能，保障人民的生命安全。

1.2.1 国外高强混凝土的应用概况

作为一种具有广阔前景，应用广泛的新型材料，高强混凝土被世界各国普遍使用，各国对于高强混凝土的研究也有强弱之分。美国作为最强大的国家，对高强混凝土的研究十分深刻。目前，美国有许多的建筑都采用了高强混凝土，达到了较好的效果。除了美国之外的一些发达国家也在许多方面应用了高强混凝土，如日本的明石海峡大桥、法国的Catenom核电站、吉隆坡的石油大厦等等，这些都是现代高强混凝土在实际工程中的应用。

1.2.2 国内高强混凝土应用概况

相比于国外较早发展起来的现代高强混凝土技术，我国在高强混凝土方面的研究和发展远远落后于国外。在我国，高强混凝土在80年代首次被用于道路桥梁工程之中。但是这并未使得我国的高强混凝土技术进入高速发展阶段，由于国家当时刚刚经历完重大变革，在技术经济政策等诸多方面都有所欠缺和不足，以及我国当时的施工管理办法不够完善，管理人才的稀少等诸多因素，导致直到80年代末期，我国才成功地将现代高强混凝土首次应用于高层建筑中，在之后的工程中，高强混凝土的应用逐步推广开来，使得我国高强混凝土的研究和发展进入了一个崭新的阶段。

1.3高强混凝土的机理

高强混凝土相比于普通的混凝土，其之所以具有较高的强度，良好的耐久性等诸多优点是由于在生产配置高强混凝土时，在其中掺入了矿物掺加料。这些矿物掺加料之所以能提高混凝土的强度，是因为他们能与水泥的水化产物氢氧化钙反应，从而增大混凝土强度。常见的矿物掺加料有粉煤灰、矿渣、硅灰等。

1）粉煤灰的应用和研究