超高强度活性粉末混凝土的结构与性能 (2)

综上所述,RPC的研究和发展需要被人们所瞩目,RPC的发展将会引领未来的工程建设行业,给我国的社会发展和环保事业进步带来巨大的利益。 1.2RPC概述


综上所述,RPC的研究和发展需要被人们所瞩目,RPC的发展将会引领未来的工程建设行业,给我国的社会发展和环保事业进步带来巨大的利益。

1.2RPC概述

1.2.1RPC制备原理

RPC的原材料有:水泥、细粒径石英砂、磨细CS粉、硅灰、减水剂、钢纤维。原材料中活性组分的粒径在0.001㎜~1㎜间。基于最大堆积密度理论,本文主要采取以下几个方式制备RPC:

(1)匀质性提升

用石英砂代替通常使用的混凝土中的粗骨料如碎石,从而使得集料均匀并且降低了骨料和硬化水泥的弹模比,很大程度的淡化了骨料和浆体的表面过渡区,明显提升浆体的力学性能[3]。

(2)堆积密度提升

合理划分好各个组分粒径范围,从而改善颗粒级配;使用减水剂使得拌合物流动性改善从而能够充满模具;还可以通过在拌合后和凝固前之间对混凝土加压,排除多余的空气和水等,降低孔隙率。

(3)微观结构改变

通过不同的养护方法,能够不同程度的改善混凝土的微观结构。比如在接近100℃的温度下对混凝土进行蒸压养护能够加速水化反应,从而能够得到许多不定形存在的水化产物。当养护温度提高到250~400℃时,水泥水化产物水化硅酸钙凝胶体会大量脱水,从而变成硬硅钙石结晶,可获得800MPa级别的RPC材料[4]。

(4)RPC韧性增强

掺加了钢纤维之后的RPC的韧性大大提升,没有掺加钢纤维的RPC仍然属于脆性材料,掺量可随情况变化而确定,本文中使用7%的钢纤维掺加量,钢纤维的规格是长度为13㎜,直径为0.2㎜。

1.2.2RPC较之NPC与NC的优点

混凝土的发展经历了三个重要的阶段。首先是普通混凝土(NormalConcrete),简称为NC[5]。从NC开始人类正式进入了混凝土时代。随着混凝土在建筑工程上的广泛应用,促进了混凝土的研究,于是研发出了新型混凝土预制装配技术(NewPrefabricatedConcrete),简称为NPC[6]。在二者的基础之上,产生了ReactivePowderConcrete。

1)较之NPC与NC,RPC突出的特点是优异的力学性能,三者抗压强度和抗折强度、弹性模量对比详见表1.2.1。

2)RPC的孔隙率比起其他混凝土要低许多,因此RPC的抗渗性能非常好,有很好的耐久性能。

3)RPC在相同承载力条件下,相同体积使用的水泥量和排放出的CO2的量都比NC和NPC要少,所以RPC相对两者而言更为环保。

1.3RPC的研究现状

1.4主要研究内容

本文以研究超高强度活性混凝土(RPC)在不同实验条件下的性能和结构变化为出发点,开展了以下几项主要工作。

1)研究不同养护工艺和养护周期对超高强度活性粉末混凝土的内部结构的影响,实验中设置的养护方法分为常温20℃水养,90℃热水养护,200℃蒸压养护三种。RPC内部结构通过声速测量仪所测得声速来反映,得到的声速越大说明内部结构越致密。

2)研究高强度细骨料的掺加以及不同掺加量对超高强度活性粉末混凝土的力学性能和内部结构的影响,所选用的高强度细骨料分别为石英砂、细陶珠和棕刚玉。力学性能指标包括抗折强度、抗压强度、泊松比以及弹性模量,内部结构情况主要通过声速测量仪所测声速来表征。

3)超高强度活性混凝土在经过不同阶段养护的断面微观形貌结构分析。

2实验原理、实验方法及仪器

2.1实验原料和试块配合比

2.1.1水泥

水泥是制作混凝土中的最基本的材料,是一种粉末状水硬性的凝胶材料。在RPC试块的制作过程中水泥的作用是胶结各个部分,并在水养过程中通过水化反应产生坚固的钙化合物使试块变硬。在本次实验中使用的水泥统一为国家标准52.5级的硅酸盐水泥,产地是江苏南京,由江南小野田公司生产。它的化学组成含量表如下: