肯尼亚蒙-内铁路是东非铁路网的第一段,也是国际上第一条采用中国标准修建的国际现代化铁路。按照中国铁路标准有关要求,需要在混凝土中掺加矿物掺合料以提高其耐久性。然而东非地区普遍缺乏粉煤灰、矿粉等矿物掺合料,当地储量丰富的天然火山渣就成为一个合理的技术选择,所以本文采用肯尼亚当地的磨细火山渣作为矿物掺合料配制耐久性良好的高性能混凝土。由于高性能混凝土普遍存在早期收缩大、易开裂的问题,在非洲这样的干燥环境中,因得不到充分的外部养护,其收缩开裂问题更加不容忽视。基于此,内养护技术对天然火山灰高性能混凝土早期收缩开裂的改善是一个非常值得研究的课题。本文选取工程现场常用的两个强度等级高性能混凝土:HPC40、HPC60;采用两种内养护材料:火山渣、高吸水树脂(简称SAP);研究了两种内养护技术对天然火山灰高性能混凝土工作性能、力学性能、收缩性能及耐久性能的影响规律;并结合化学结合水、混凝土内部相对湿度、水分损失率,分析了内养护对火山灰混凝土性能的作用机理。主要工作和研究结果如下:(1)以流动性(坍落度和坍落扩展度)、粘聚性、保水性作为工作性能指标,研究了 SAP掺量、附加水胶比、不同拌合工艺对火山灰混凝土工作性能的影响规律;得出了 SAP在天然火山灰混凝土中的理论吸水倍率和适于SAP内养护的火山灰混凝土的拌合工艺。(2)以不同龄期的抗压强度作为力学性能指标,研究了两种内养护技术对火山灰混凝土力学性能的影响规律;得出了火山灰混凝土的抗压强度与内养护水胶比的关系;通过测定化学结合水的变化证明了内养护对胶凝材料水化的促进作用,并结合孔结构分析了内养护技术对强度的影响机理。(3)以自收缩和干燥收缩作为收缩性能指标,研究了两种内养护技术对火山灰混凝土收缩性能的影响规律;得出了内养护减缩率与内养护水胶比的关系以及干燥收缩开始产生的临界水分损失率,并结合内部相对湿度证明了内养护对干燥环境中火山灰混凝土良好的养护效果。(4)以电通量和碳化深度作为耐久性能的指标,研究了 SAP内养护对火山灰混凝土耐久性能的影响规律;采用显微镜观察了掺加SAP后净浆断面微观结构的变化情况;探讨了 SAP内养护对混凝土耐久性能的影响机理。