高龄土的用途

1、造纸陶瓷橡胶化工涂料医药国防高岭土是一种主要由高岭石组成的粘土。长石经过完全风化之后，生成高岭土、石英和可溶性盐类；再随雨水、河川漂流转于它处并再次沉积，这时石英和可溶性盐类巳分离，即可得高岭土。高岭土在瓷坯中所占的份量最大，是生产瓷器的良好原料。高岭土是一种重要的非金属矿产，与云母、石英、碳酸钙并称为四大非金属矿。煅烧高岭土目前主要是指硬质高岭土（煤系高岭土），原土没有粘结性，不能直接作为造纸或耐火材料的原料，需煅烧以后应用偏高岭土(metakaolin ,简称MK) 是以高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O ,AS2H2) 为原料,在适当温度下(600900 ) 经

2、脱水形成的无水硅酸铝(Al2O3 · 2SiO2 ,AS2) 。高岭土属于层状硅酸盐结构,层与层之间由范德华键结合,OH- 离子在其中结合得较牢固。高岭土在空气中受热时,会发生几次结构变化, 加热到大约600 时,高岭土的层状结构因脱水而破坏,形成结晶度很差的过渡相偏高岭土。由于偏高岭土的分子排列是不规则的,呈现热力学介稳状态,在适当激发下具有胶凝性。偏高岭土及其反应机理偏高岭土是一种高活性的人工火山灰材料,可与Ca (OH) 2 (CH) 和水发生火山灰反应,生成与水泥类似的水化产物。利用这一特点,在用作水泥的掺合料时,与水泥水化过程中产生的CH 反应,可改善水泥的某些性能。偏高岭

3、土用作混凝土矿物掺合料时,主要是AS2 、CH 与水的反应,随AS2/ CH 的比率及反应温度的不同,会生成不同的水化产物,包括托勃莫来石(CSH - ) 、水化钙铝黄长石(C2ASH8) 、水化铝酸四钙(C4AH13) 和水化铝酸三钙(C3AH6) 1 。不同AS2/ CH 比率下的反应式如下: AS2/ CH= 0. 5 , AS2 + 6CH+ 9HC4AH13 + 2CSH (1)AS2/ CH= 0. 6 , AS2 + 5CH+ 3HC3AH6 + 2CSH (2)AS2/ CH= 1. 0 , AS2 + 3CH+ 6HC2ASH8 + CSH (3)处于介稳状态的偏高岭土无定形

4、硅铝化合物, 经碱性或硫酸盐等激活剂及促硬剂的作用,硅铝化合物由解聚到再聚合后,会形成类似于地壳中一些天然矿物的铝硅酸盐网络状结构。其在成型反应过程中由水作传质介质及反应媒介,最终产物不像传统的水泥那样以范德华键和氢键为主,而是以离子键和共价键为主、范德华键为辅,因而具有更优越的性能2 。根据这一矿物特征,作者称这种经激发得到的类似于水泥的产物为麦特林水泥(Metakaolin Cement) 。该水泥具有早期强度高的特点,20 养护4 h 的抗压强度达1520 MPa ,而且具有较强的耐腐蚀性和良好的耐久性,在5 %酸性条件下,其强度损失仅为硅酸盐水泥的1/ 13 。铸造材料铸造砂型砂粘结剂

5、混合粘土硅砂铸件强度流动砂粒可塑性变形透气性粘结剂树脂砂水膨润土造型气孔缺陷铸钢水玻璃CO2硬化硬化剂铸铁树脂呋喃树脂仰韶文化人类文明文化偏高岭土作混凝土掺合料的研究 高德虎 柯昌君 （） 1前言    我国高岭土储量很大，已探明的储量就有数10亿 t，目前被广泛应用于橡胶、陶瓷、搪瓷等行业。但我国的高岭土资源尚未得到充分利用，尤其是在建筑行业中。近年来，国外对偏高岭土作了较多的研究表明，用偏高岭土作混凝土掺合料替代传统的硅灰(量少，我国年产量仅3万 t；价高，2000元/t)可生产高性能混凝土。本文对偏高岭土的制备及作为水泥掺合料进行了研究。2实验材料 

6、;  (1)偏高岭土：按文献1方法提纯广东某地原矿高岭土后，经700 、800 、900 保温2 h制得的偏高岭土分别标记为KM1、KM2、KM3。所得偏高岭土采用F774型振动磨粉磨3 min后的颗粒级配见表1。表1  粉磨后的偏高岭土颗粒级配粒度/m05510102020404060608080含量/%47.211.912.411.73.61.91.3  (2)水泥：525型硅酸盐水泥。    (3)水：自来水。3实验结果与讨论3.1高岭土的差热分析   高岭土的差热分析曲线见图1。  &#

7、160;  图1高岭土的差热分析曲线    从图1可见，高岭土吸热峰值温度为540 ；放热峰值温度为980 。吸热谷的形成主要是高岭土脱去羟基发生吸热反应所致，而放热峰是由于一些物质的晶型转变或生成了新的物质放热而形成的。在吸热反应结束至放热反应开始的差热曲线较为平缓，可认为经600950 热处理后，偏高岭土只在微观结构上作进一步调整，而物质的主要成分没有大的变化。3.2XRD衍射分析    图2是高岭土经初步提纯后的XRD分析，从图2中可看到结晶完好的高岭石特征峰(d=0.718 nm、0.357 nm、0.149 nm)

8、。图3是KM2的XRD分析，从图3中可看到高岭石的特征峰不见了，峰形呈现弥散状。KM1、KM3也有类似的图谱。由此可见，经保温2 h热处理后，高岭石晶体结构被破坏，生成的物质主要以非晶态形式存在。图2高岭土的XRD分析图3偏高岭土的XRD分析表2是偏高岭土的化学组成。表2  偏高岭土的化学组成   %ILSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O其它0.7654.4042.541.130.100.120.230.091.39从表2可见，SiO2与Al2O3是偏高岭土的主要成分，二者之和在95以上，其它组分特别是对水泥性能有害的组分含量较少： 

9、   (1)碱量(以Na2O0.658K2O计)含量较少，实验中以10偏高岭土等量取代水泥所引入的碱量几乎可以忽略不计。高岭土中的钾钠主要来自云母类矿物，这从另一个方面反映了高岭土中云母的含量较少。    (2)MgO的含量也较低。    (3)SO3虽未作测试，但从表中数据看其含量也不会高，所以使用偏高岭土作水泥掺合料不会引入对水泥性能产生有危害的组分。3.3偏高岭土对水泥部分性能的影响    表3是以偏高岭土等量取代水泥的实验结果。从表3可见，以偏高岭土等量取代水泥后，水泥的标准稠

10、度需水量有所增加，凝结时间变化不大，而3 d及28 d强度提高较多。其中经800 保温处理的KM2试样强度提高幅度最大。表3  偏高岭土对水泥部分性能的影响偏高岭土取代水泥量/%水泥标准稠度需水量/%初凝/(hmin)终凝/(hmin)抗压强度/MPa3 d28 d- KM1KM2KM3KM1KM2K M3KM 1KM2KM30 55510101015151525.7 25.926.526.327. 228.127.527.928.328.1137 1291401481591461 54143153159212 22021722521822123423 323122831.5 33.

11、436.234. 536.338.036.135.338.136.259.8 60.761.960.564.868.06 5.261.868.166.9  掺入偏高岭土可提高水泥胶砂强度是因为：高岭土是层状结构的铝硅酸盐粘土矿物，经456960 脱水后，留下了许多孔隙，偏高岭土的比表面积极大地增加；形成的偏高岭土中原子排列不规则，呈现热力学介稳状态；偏高岭土形成过程中，产生了大量断裂的化学键，表面能很大，而使偏高岭土具有很强的火山灰活性。火山灰活性检验结果表明，偏高岭土具有很强的吸收Ca(OH)2能力，水泥28 d胶砂抗压强度比在100以上。以偏高岭土等量取代水泥，它与水泥水化释放出

12、来的氢氧化钙发生火山灰反应，使氢氧化钙在浆体中含量减少，CSH凝胶量增加。同时，水泥水化反应的动态平衡被破坏，加速了水泥的水化，所以水泥胶砂的抗压强度有明显提高。    不同热处理方式所得的KM1、KM2、KM3活性不同，是因为在较低温度时，脱水反应较慢，还有部分高岭土尚未脱水生成偏高岭土，随温度的提高，脱水趋于完全，活性增加。随温度的提高，所产生的偏高岭土在结构上作进一步的调整，产生更多的结构缺陷，表面能增大，因此，随着保温温度的提高，偏高岭土的火山灰活性也随之提高。900 时，出现强度下降(与800 相比)，是因为高岭土脱水完全以后又开始了新的结晶趋势，部分质

13、点调整重排，内部的断裂化学键有部分重新得到饱和。4结论   (1)热处理高岭土，可以获得高火山灰活性的偏高岭土。高岭土比较适合的热处理方式为800 下保温2 h。    (2)偏高岭土不引入对水泥性能有害组分，对水泥的凝结时间影响较小，以偏高岭土取代一定量水泥可以明显提高水泥胶砂强度。    (3)高岭土在我国储量大，热处理所得偏高岭土易超细化，以其作混凝土掺合料，对更好地利用资源，推动我国高性能混凝土技术的进一步发展意义重大。参考文献1 刘宇等.高岭土(岩)增白技术研究.焦作工学院学报.1999，18(2):14

14、5149收稿日期：20001013联系地址：广州新市镇丛云路283号陶粒对轻集料混凝土抗渗性的影响摘要：研究了两种吸水率的页岩陶粒所配制的轻集料混凝土力学性能、抗渗性能及陶粒微观结构。研究结果表明：随着预湿程度的提高，吸水率大的页岩陶粒混凝土强度及强度发展都优于吸水率小的页岩陶粒混凝土。用吸水率较大页岩陶粒的配制的混凝土，随龄期的延长，其抗渗性能改善程度越大。吸水率较大页岩陶粒可以充分地发挥其在混凝土中的“微泵”作用，从而获得优良的性能。关键词：轻集料混凝土；页岩陶粒；抗渗性；吸水率；预湿程度.结构结构列陶粒混凝土抗渗性比R系列陶粒混凝土的差，且更接近普通混凝土N2 (为同体积配合比普通混凝土

15、)。因此，就提高抗渗性而言，配制混凝土时宜选用吸水性强的陶粒。 用预湿程度不同、吸水率不同的陶粒配制的混凝土随养护龄期发展，对抗渗性的影响规律明显不同。R系列混凝土，随预湿程度增加，28d抗渗性降低，而随养护龄期的延长，陶粒“微泵”作用的逐渐发挥，抗渗性明显提高。如28d时R2的抗渗性低于R0；而90d时R2的氯离子扩散系数较28d的降低了60.8%，且R2抗渗性超过了R0，说明预湿处理更有利于后期抗渗性能提高，仅用28d的抗渗性评价陶粒混凝土不能真实反映其抗渗性。 在相同强度等级下，R1与N1比，28d时的氯离子扩散系数降低42%，90d时氯离子扩散系数降低64%，说明陶粒混凝土比普通混凝土

16、抗渗性好，且后期抗渗性降低幅度大。在体积配合比相同的条件下，LC30陶粒混凝土(R1)比C60普通混凝土(N2)抗渗性好。由此可见，页岩陶粒预湿程度越高，其返水能力越强，随养护龄期的延长，集料与水泥石界面结构改善更加明显，其抗渗性提高幅度越大，对提高抗渗性越有利。 通过本试验研究得知，页岩陶粒吸水率越小，其自养护能力越差，用陶粒所配制的混凝土的抗渗性也较差，尤其是后期的抗渗性提高幅度有限。本人认为若从耐久性考虑，高性能陶粒应当具有5%的吸水率。 4. 结论 (1) 用吸水率大的陶粒配制的混凝土早期和后期抗压强度都比用吸水率小的陶粒配制的混凝土高，且早期强度下降幅度小。 (2)预湿处理后的陶粒混

17、凝土抗渗性降低；而高吸水率陶粒90d时抗渗性，随陶粒预湿程度提高而提高。 （3）对于用含水率高的陶粒配制的混凝土，仅以28d评价抗渗性往往不能真实反映陶粒混凝土抗渗性能力。 （4）用吸水率大的陶粒配制的混凝土的抗渗性比用吸水率小的陶粒配制的混凝土好。用适当预湿处理的高吸水率的陶粒配制混凝土，可以充分发挥陶粒自养护能力,以确保陶粒混凝土具有优良的抗渗性。 参考文献 1.Y. Asai, Y. Itoh, S. Kanie, H. Seek. Study on the Characteristics of High-Strength Lightweight Concrete for Ice Waters Proceedings of the 4th International Offshore and Polar Engineering Conference. Osaka. Japan. 1994, 4: 363368 2.刘巽伯. 房材与应用.轻集料强度和强度标号. 1999, 1: 610 3.S. L. Sarkar,