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超高强度活性粉末混凝土材料(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种新型的无机非金属复合材料,具有低密度、高韧性、高强度等特点。本文针对RPC超高强活性粉末混凝土的结构与性能进行研究,取得的主要研究成果如下:细集料是RPC混凝土的主要组成材科,它占RPC混凝土总体积的30—50%。细集料在RPC混凝土中既有技术上的作用,又有经济上的意义。通过掺加石英砂、电熔刚玉、陶瓷微珠等来进行骨料性能对比。当掺加12mm钢纤维,随着细石英砂骨料掺量增加,RPC混凝土的抗折强度与抗压强度逐步提高,弯曲强度、抗压强度在细石英砂骨料掺量为1.1时达到峰值。高强度、高硬度、高弹性模量的电熔刚玉与RPC基体界面结合性能较差,对RPC增强效果不显著。高强度、弹性模量与基体相适应的陶瓷微珠,可稳定制得抗压强度达到330MPa,抗折强度达到40MPa的超高强活性粉末混凝土,陶瓷微珠可以显著增强RPC混凝土性能。钢纤维形状、长径比、切碎钢纤维等各类纤维组合等对RPC混凝土性能有重要的影响。通过掺加大掺量的钢纤维,实验结果是随着钢纤维掺量的增大,抗折强度和抗压强度有显著的提高,当总钢纤维体积份数不变的情况下,12mm的长纤维对抗折强度影响较大,6mm的短纤维对抗压强度影响较大,弯曲呈现塑性破坏特征;切碎钢纤维掺量增加对RPC复合材料抗压强度提升显著,对弯曲强度提升不显著,弯曲呈现脆性破坏特征。采用RPC基体作为研究对象,选用熔炼石英粉作为硅质原料,在RPC基体XRD物相分析中消除石英衍射峰的干扰影响,提高了XRD物相分析精度。通过使用熔炼石英粉取代超细石英粉,通过冷等静压和塑性成型两种方式,研究水化产物在不同生长空间下的显微硬度、抗压强度和水化硅酸钙形核生长等变化规律。研究发现,维氏硬度可以很好地表征RPC基体的力学性能与基体结构;冷等静压成型基体结构致密,断口呈现金属光泽,抗压破坏呈现层剥落现象,基体呈现脆性破坏。在大水灰比条件下,RPC基体中没有发现托贝莫来石的衍射峰;通过SEM实验发现,RPC基体非常致密,宏观缺陷表现为少量引气孔,在引气孔边壁有少量结晶态水化产物生成。因此,水化产物粒径小,整体非常致密是RPC混凝土超高强度的重要原因之一。对RPC基体物相与结构形貌研究发现,RPC水化产物主要是C-S-H gel和部分未水化的水泥熟料,扫描电镜观察RPC基体结构致密,水化相呈现凝胶颗粒聚集与半结晶态纤维堆积,水化相堆积呈现结晶内应力现象。在RPC基体空隙中发现六边形柱状氢氧化钙晶体,氢氧化钙结晶析出增加了膨胀内应力,在钢纤维对膨胀约束下可以实现内应力增强,并配置出抗弯曲强度达到了101.2MPa,抗压强度达到了406.4MPa超高性能混凝土。