300～400MPa超高強混凝土結構與性能研究.pdf

1、超高強度活性粉末混凝土材料(Reactive Powder Concrete，簡稱RPC)是一種新型的無機非金屬復合材料，具有低密度、高韌性、高強度等特點。本文針對RPC超高強活性粉末混凝土的結構與性能進行研究，取得的主要研究成果如下:
　　細集料是RPC混凝土的主要組成材料，它占RPC混凝土總體積的30-50％。細集料在RPC混凝土中既有技術上的作用，又有經濟上的意義。通過摻加石英砂、電熔剛玉、陶瓷微珠等來進行骨料性能對比。當摻

2、加12mm鋼纖維，隨著細石英砂骨料摻量增加，RPC混凝土的抗折強度與抗壓強度逐步提高，彎曲強度、抗壓強度在細石英砂骨料摻量為1.1時達到峰值。高強度、高硬度、高彈性模量的電熔剛玉與RPC基體界面結合性能較差，對RPC增強效果不顯著。高強度、彈性模量與基體相適應的陶瓷微珠，可穩(wěn)定制得抗壓強度達到330MPa，抗折強度達到40MPa的超高強活性粉末混凝土，陶瓷微珠可以顯著增強RPC混凝土性能。
　　鋼纖維形狀、長徑比、切碎鋼纖維等各類

3、纖維組合等對RPC混凝土性能有重要的影響。通過摻加大摻量的鋼纖維，實驗結果是隨著鋼纖維摻量的增大，抗折強度和抗壓強度有顯著的提高，當總鋼纖維體積份數不變的情況下，12mm的長纖維對抗折強度影響較大，6mm的短纖維對抗壓強度影響較大，彎曲呈現塑性破壞特征;切碎鋼纖維摻量增加對RPC復合材料抗壓強度提升顯著，對彎曲強度提升不顯著，彎曲呈現脆性破壞特征。
　　采用RPC基體作為研究對象，選用熔煉石英粉作為硅質原料，在RPC基體XRD物相

4、分析中消除石英衍射峰的干擾影響，提高了XRD物相分析精度。通過使用熔煉石英粉取代超細石英粉，通過冷等靜壓和塑性成型兩種方式，研究水化產物在不同生長空間下的顯微硬度、抗壓強度和水化硅酸鈣形核生長等變化規(guī)律。研究發(fā)現，維氏硬度可以很好地表征RPC基體的力學性能與基體結構;冷等靜壓成型基體結構致密，斷口呈現金屬光澤，抗壓破壞呈現層剝落現象，基體呈現脆性破壞。在大水灰比條件下，RPC基體中沒有發(fā)現托貝莫來石的衍射峰;通過SEM實驗發(fā)現，RPC基

5、體非常致密，宏觀缺陷表現為少量引氣孔，在引氣孔邊壁有少量結晶態(tài)水化產物生成。因此，水化產物粒徑小，整體非常致密是RPC混凝土超高強度的重要原因之一。
　　對RPC基體物相與結構形貌研究發(fā)現，RPC水化產物主要是C-S-Hgel和部分未水化的水泥熟料，掃描電鏡觀察RPC基體結構致密，水化相呈現凝膠顆粒聚集與半結晶態(tài)纖維堆積，水化相堆積呈現結晶內應力現象。在RPC基體空隙中發(fā)現六邊形柱狀氫氧化鈣晶體，氫氧化鈣結晶析出增加了膨脹內應力，