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水滑石类化合物也称为层状双羟基复合金属氧化物(Layered double hydroxides，简写为LDHs)，属于阴离子型层状化合物。该类材料具有层间阴离子可交换性和“结构记忆”特性，因此若能将该类材料用于水泥混凝土材料中吸收混凝土中Cl-、CO32-或SO42-等有害离子，对于提高混凝土耐久性具有重要的意义。但目前关于LDHs对混凝土性能影响的研究还相对较少，将其用于混凝土耐久性方面的研究尚属于起步阶段，远无法达到实际应用的程度。在此背景下，本文选用了两种典型的LDHs:镁铝硝酸根水滑石(N-LDH)和煅烧镁铝碳酸根水滑石(C-LDH)，探索研究了其对混凝土物理力学性能和耐久性的影响规律及机理，以期为LDHs的应用提供一定的理论基础和技术指导。主要研究内容及相应的结论如下: (1)研究了LDHs对混凝土物理力学性能的影响规律。按照试验设计方法分别对水泥的凝结时间与水化程度、水泥砂浆流动性、混凝土抗压强度及孔隙结构进行了研究。结果表明LDHs在一定程度上可改善混凝土的物理力学性能。主要包括:1）降低了水泥的凝结时间，并在一定程度上延缓了水泥的水化程度;2）适量的LDHs可较大程度的提高混凝土的抗压强度，本研究中LDHs在C30混凝土中的最佳掺量为1％～2％，在C50混凝土中为0.5％～1％;3）可较大程度的降低C30混凝土的有害孔和多害孔含量，使其最几可孔径有所减小，对于C50混凝土，LDHs的掺入可降低其多害孔含量，有害孔含量则有所上升;4）LDHs的掺入降低了水泥砂浆的流动性。 (2)研究了LDHs对混凝土抗氯离子渗透性能的影响规律及去除氯离子的机理，并利用Fick第二定律对掺加LDHs混凝土的使用寿命进行了预测。结果表明:1）N-LDH和C-LDH均能够与侵入至混凝土内部的氯离子发生反应，降低了混凝土中氯离子的浓度，提高了混凝土的抗氯离子抗侵蚀能力，并且这种能力随着LDHs掺量的提高而增强;2）两者降低氯离子浓度的机理不同:N-LDH是通过层间阴离子的交换作用来降低氯离子浓度，而C-LDH是通过结构的“记忆效应”来降低氯离子浓度;3）C-LDH与N-LDH可不同程度的延长氯盐环境下混凝土结构的使用寿命，并且随着LDHs掺量的增加，混凝土结构的使用寿命不断增长。 (3)研究了LDHs对混凝土抗碳化性能的影响规律及机理。结果表明:1）N-LDH和C-LDH均可提高混凝土抗碳化性能，且C-LDH的抗碳化增强作用优于N-LDH;2）LDHs在改善混凝土抗碳化性能方面存在最佳掺量，本文的研究结果表明LDHs的最佳掺量为2％;3)N-LDH和C-LDH分别通过层间阴离子的交换作用和结构的“记忆效应”吸附环境中的CO32-，与侵入至混凝土内部的碳酸根离子发生化学反应，生成碳酸根离子插层的镁铝水滑石，C-LDH吸附CO32-的能力优于N-LDH。 (4)研究了LDHs对混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响规律。试验分别从砂浆试件的外观现象、质量变化率、抗压强度及抗折强度四个方面评价了水泥砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明:LDHs可通过层间阴离子交换作用和结构重组吸收环境中的SO42-，一定程度上提高了砂浆的抗硫酸盐侵蚀能力。本试验中LDHs在砂浆中的最佳掺量为2％～4％。当掺量相同时，C-LDH抗硫酸盐侵蚀能力优于N-LDH。