1.7　本书研究的主要成果

本书主要针对LDHs材料自身固化阴离子特性及其在混凝土中的应用进行了研究，分析了使用LDHs材料改善混凝土耐久性的可行性。本书测试和分析了镁铝碳酸根LDHs的化学组成、分子结构和颗粒形貌，针对不同处理条件下的LDHs材料进行结构表征，运用XRD、SEM、FTIR、TG-DSC等测试手段研究其在不同环境下固化阴离子的能力，针对掺加LDHs材料混凝土的抗碳化性能、抗氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能进行研究，并以LDHs材料和MK复合材料为基础对LDHs-MK复合防御体系的构建进行了探索性研究。

本书通过系统的实验研究和理论分析，得出主要结论如下:

(1)经过不同处理工艺处理后的LDHs材料结构与形貌有明显差别。层间阴离子不同的LDHs材料特征衍射峰有明显差别，但均具有良好的结晶状态。在经过500℃的煅烧后，LDHs材料结构严重破坏，层板发生了坍塌，层间阴离子脱去并发生部分烧结，但在有OH-存在的环境下外部和OH-可重新插入层间重塑层状结构，但结晶度有所下降。(2)镁铝碳酸根LDHs材料及其煅烧和再水化产物均有较为明显的固化能力。其中未煅烧和再水化结构重建的LDHs材料固化为阴离子交换固化的过程，而经过煅烧后的LDOs固化为结构重建固化的过程。掺加不同处理工艺下的LDHs材料均对混凝土的抗碳化性能存在改善作用。LDOs材料在混凝土水化过程中起到了一定“储水因子”的作用，使混凝土内部毛细孔数量有所减少，延缓了CO2在混凝土内部的渗透。

(3)在氯盐环境下镁铝硝酸根LDHs与煅烧LDOs均可固化溶液中的氯离子而重建结构。对于LDHs-N来说，在氯离子存在的环境下，氯离子可置换LDHs材料中的而形成Mg-Al-Cl类LDHs，而对于煅烧LDOs，氯离子可进入层板间重塑层状结构。掺入混凝土中的LDHs材料在一定程度上固化了侵入混凝土内部的氯离子，延缓了氯离子在混凝土内部的渗透，显著改善了混凝土的抗氯离子渗透能力。

(4)在硫酸盐环境下，煅烧LDOs可显著固化溶液中的而完成结构重建，但未煅烧LDHs-C与再水化重建结构的R-LDHs吸附能力显著较弱。相比于空白试样来说，在硫酸盐溶液干湿循环环境下养护的掺LDOs混凝土中LDOs组分与外部侵入的发生固化反应，而使与水化产物发生反应引起膨胀开裂的相对减少，使混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力有明显增强。

(5)由于LDHs材料自身层状结构而使其吸水量显著大于水泥等胶凝材料，掺有LDHs的混凝土工作性能有显著降低，其中LDOs的加入影响尤为明显。对于LDHs-MK基复合体系，由于粉煤灰的滚珠轴承效应以及粉煤灰石灰石粉相对较低的需水量，改善了偏高岭土在混凝土中的流动性，可有效补偿因其LDHs与偏高岭土需水量高造成的混凝土工作性损失。

(6)LDHs材料因本身无火山灰活性，仅因其吸水性造成的水灰比差异而使混凝土强度略有改变。以LDHs-MK为基础的复合体系可显著增强混凝土强度，其原因基于偏高岭土在混凝土中生成更多的机械强度相和密实孔结构所致。

(7)在混凝土中掺入MK基改性剂可使混凝土内部孔隙由大孔向小孔转化，减小混凝土的孔隙率，改善混凝土的抗渗性能，增强混凝土抵御外部有害离子向内部扩散的能力。在LDHs-MK复合体系中，LDHs材料可在体系中固化外部侵入的阴离子，进一步改善混凝土的抗渗性能。

(8)基于偏高岭土和LDHs材料自身的结构和颗粒形貌，其在拌合过程中吸附的水可在水化过程中释放而起到释水因子的作用，减少了混凝土后期因毛细孔收缩引起的体积变形，增加了混凝土内部膨胀性水化产物，同时，LDHs-MK复合体系改善了混凝土内部的颗粒级配，显著提高了混凝土的体积稳定性。