Cem. Concr. Compos.：阻抗法揭示偏高岭土在硅酸盐水泥浆体孔隙结构演化中的作用

文献速读

Cem. Concr. Compos.：阻抗法揭示偏高岭土在硅酸盐水泥浆体孔隙结构演化中的作用

题目

题目：The role of metakaolin in pore structure evolution of Portland cement pastes revealed by an impedance approach

阻抗法揭示偏高岭土在硅酸盐水泥浆体孔隙结构演化中的作用

关键字

关键字：孔隙结构、偏高岭土、水泥浆体、分形分析、阻抗法

来源

出版年份：2021

来源：Cement and Concrete Composites

课题组：香港大学叶海隆课题组和武汉大学何真课题组

研究背景

一一普通硅酸盐水泥（OPC）是当今全球消耗最广泛的建筑材料之一。为了减轻OPC对环境的负面影响，辅助胶凝材料（SCM）被用于部分替代OPC使用，并通过多种物理化学作用增强了水泥基材料的耐久性。偏高岭土作为一类SCM，其细度通常小于粉煤灰和矿渣的细度，拥有相对较高的火山灰反应性。因此，偏高岭土在提高混凝土的强度和耐久性方面显示出巨大的潜力。

研究出发点

一一水泥基材料的耐久性与孔隙结构密切相关。偏高岭土具有较高的火山灰反应活性和较小的细度，在胶凝材料的孔结构演变中起着重要作用。已有研究表明，在混凝土中掺入偏高岭土可降低孔隙率，缩少孔径，减少有害大孔的数量，改善了混凝土内部的孔隙结构。然而，另一部分研究持相反观点，因此，关于偏高岭土在胶凝材料孔结构发展中的作用仍有待进一步研究。此外，虽然已有文献采用电化学方法或分形理论对水泥基材料的孔结构进行分析，但迄今为止，尚缺乏将阻抗测量与分形建模相结合作为一种新的无损孔结构表征方法的探索。

研究内容

一一本文通过阻抗测量和分形建模相结合，研究了与偏高岭土混合的中热硅酸盐水泥（MHPC）浆体的孔隙结构演变。系统地讨论了孔隙率、孔径分布、孔隙曲折度及其分形维数、平均孔径和最大孔径等各种孔隙结构参数。此外，利用基于热力学方法的分形模型分析了孔隙表面的分形维数。该项工作创新性地提出了一种阻抗方法来预测混合偏高岭土-MHPC体系的孔结构演变。