超细矿粉活性粉末混凝土性能的研究

论文摘要

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种新型的超高性能水泥基复合材料,具有高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好等优点。RPC材料相比于普通高强混凝土有着非常显著的优点,但是由于RPC造价昂贵,因此在实际的工程中除了一些特殊结构外,很少使用RPC材料。RPC的原材料中的硅灰、石英砂、钢纤维都是价格昂贵的材料,其中最贵的是钢纤维。但是在目前的情况下,还不能寻找到一种更为廉价的纤维材料来代替钢纤维。因此,在不影响RPC性能的前提下,用超细矿粉代替价格较高的硅灰来配制RPC,对RPC的推广和在工程中大量使用具有十分重要的意义。本文首先通过一组正交试验确定了水泥、超细矿粉、石英砂的基本配比,接着研究了试验中所使用的两种粒径石英砂的最优配比,然后通过6组钢纤维体积掺量试验确定了钢纤维的最佳体积掺量。最后,成功配制出了性能满足标准要求的超细矿粉活性粉末混凝土,其中配制出的RPC抗压强度最高达到150.3MPa,抗折强度最高达到30.2MPa。在得出的最佳配合比的基础上,本文进一步研究了蒸养过程中带模或脱模养护、升温速度、恒温温度以及恒温时间等养护工艺对超细矿粉活性粉末混凝土性能的影响。试验结果表明:带模或脱模养护,RPC的强度均能达到标准要求;升温速度过快会降低RPC的抗压强度;恒温温度超过70℃,其它条件不变时,RPC的抗压强度即可达到130MPa,抗折强度达到18MPa;恒温时间超过36h,其它条件不变时,RPC的抗压抗折强度也可满足要求。除了研究养护工艺对RPC性能的影响之外,本文还通过电通量法、快速冻融法研究了掺超细矿粉RPC的抗氯离子渗透和抗冻融破坏的能力。结果表明:6h通过RPC试件的电量为42.53C,渗透性可忽略;300次冻融循环之后,RPC的相对动弹性模量下降至90.3%,质量损失率几乎为0。因此,用超细矿粉代替硅灰后,配制出的活性粉末混凝土具有优异的抗渗性和抗冻性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 RPC 概述
• 1.2.1 RPC 的制备原理
• 1.2.2 RPC 的特点
• 1.3 RPC 的研究现状及工程应用
• 1.3.1 RPC 的国外研究现状
• 1.3.2 RPC 的国内研究状况
• 1.3.3 RPC 的国内外工程应用
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 原材料、试件制备与试验方法
• 2.1 原材料及性能指标
• 2.2 试件制备
• 2.2.1 搅拌
• 2.2.2 成型
• 2.2.3 养护
• 2.3 RPC 试件的强度测定方法
• 第3章 影响RPC 力学性能的因素研究与分析
• 3.1 材料组成对RPC 力学性能的影响
• 3.1.1 正交试验
• 3.1.2 石英砂的粗细比对RPC 力学性能的影响
• 3.1.3 钢纤维掺量对RPC 力学性能的影响
• 3.2 养护工艺对RPC 力学性能的影响
• 3.2.1 带模、脱模养护对RPC 力学性能的影响
• 3.2.2 升温速度对RPC 力学性能的影响
• 3.2.3 恒温温度对RPC 力学性能的影响
• 3.2.4 恒温时间对RPC 力学性能的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 RPC 的抗渗性、抗冻性试验研究
• 4.1 RPC 的抗渗性试验研究
• 4.1.1 抗渗性试验的方法及设备
• 4.1.2 渗透性的评价方法
• 4.1.3 抗渗性试验的结果与分析
• 4.2 RPC 的抗冻性试验研究
• 4.2.1 RPC 冻融试验的方法及设备
• 4.2.2 冻融试验的结果与分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢