论文部分内容阅读
活性粉末混凝土是一种具有低脆性、高韧性、高强度、体积稳定性良好的水泥基复合新型材料。由于成本较高、工艺复杂、缺乏相关规范、缺乏大量模拟研究等问题,在国内工程上的应用偏少,本文立足于常规材料的基础上,对活性粉末混凝土的工作性能、抗压强度进行深入研究,利用扫描电镜等手段,揭示了活性粉末混凝土体系微观分散特征与其强度的关系,分析了影响活性粉末混凝土强度的各项因素,制备出抗压强度为130MPa的活性粉末混凝土。影响RPC拌合物工作性能的因素有投料顺序、拌和时间、高效减水剂类型、钢纤维掺量及水胶比范围。最佳投料顺序为先干拌胶凝材料,加入高效减水剂及水进行湿拌,再加入钢纤维及石英砂进行湿拌,拌和时间共6～8min;试验选用聚羧酸系高效减水剂;优化了钢纤维掺量的同时确保了拌合物具有良好的工作性能,钢纤维掺量占水泥掺量的20%～30%;水胶比范围在0.18～0.20,塌落度数值为165～180mm。通过室内对比试验,研究分析了影响RPC强度的因素有水胶比范围、胶凝材料种类及配比、石英砂配比、钢纤维种类及掺量、高效减水剂种类及掺量、投料顺序及养生制度。水胶比是影响活性粉末混凝土强度的重要指标,适宜的水胶比,可提高拌合物的工作性能,结合适宜的聚羧酸系高效减水剂掺入量,水胶比数值在0.18～0.20。胶凝材料中水泥、硅灰含有丰富的活性成分,在发生水化反应时,生成大量有益于强度增长的凝胶,起到填充水泥石孔隙、降低孔隙率的作用,通过对比试验,确定了胶凝材料的最佳配比,确定三级石英砂的最佳级配、最大堆积密实度指标,为水化硅酸钙凝胶的良性增长提供了足够的发展空间。选用长度为12mm、直径为0.15mm、长径比为80的优质钢纤维,钢纤维的掺量占水泥掺量的20%～30%,在物料搅拌的过程中起到一个良好的分散作用。试验选用减水效率为25%～35%的聚羧酸系高效减水剂,掺量为胶凝材料掺量的0.95%,有效降低了水胶比,同时确保了拌合物的工作性能处于最佳状态。明确了 RPC室内拌和、成型、养生工艺参数,分析了各参数与抗压强度的关系。利用扫描电镜,观察RPC内部微观结构分散状态,养护温度为90℃时,生成大量云状水化硅酸钙凝胶促进了活性粉末混凝土强度的增长,结合活性粉末混凝土破坏时裂纹的延伸发展方式和暴露在外的物料与基体的能够连接方式等现象,分析总结微观分散状态与强度之间存在必然联系,有助于活性粉末混凝土力学性能的优化。研究成果为该项技术在路桥、高铁等工程中的应用提供支撑。