钢纤维增韧超高强硅酸盐混凝土防护材料性能研究(2)
3.3 冷等静压的试样 22
3.3.1 试块的XRD物相分析 23
3.3.2 DSC分析 24
3.3.3 试块的孔径分布和比表面积分析 26
3.3.4 混凝土中的孔结构和微观形貌 28
结 论 31
致谢 33
参考文献34
1.绪论
1.1 活性粉末混凝土（RPC）研究现状
1.2 制备特点
RPC是通过合理选用原始材料，优化颗粒级配，并在凝结硬化的过程中采取适当成型养护工艺获得的。其设计建立在减少孔隙率，优化孔隙结构，改善微观结构的宗旨上的，基本原则包括以下几点[20]。
1.不含粗骨料以提高材料的均匀性
传统混凝土是一种不均匀的复合材料，粗、细骨料在水泥石基体中承担骨架作用。一般来说，基体没有集料坚固。比如，石英质骨料的弹性模量约70GPa，而水泥石仅为18—22MPa，集料颗粒较高的弹模有助于抑制各种收缩，如塑性收缩、自收缩、干燥收缩等，这就导致在水泥石——粗集料的界面上产生剪力及拉力。剪力和拉力随颗粒尺寸增大而逐渐增加，一旦这些力超过了粘结强度，必然引起附加开裂。在荷载作用下，集料与水泥浆体弹性模量间的差异将会导致更严重的开裂。另外，水泥石——粗集料界面即过渡区为传统混凝土的最薄弱区域，由于分层离析以及凝结硬化期间的水泥浆体体积变化等原因，未施加任何外荷载的情况下，甚至混凝土的养护期间内，过渡区就已经存在裂缝，因此减小混凝土中的集料颗粒尺寸，取消粗骨料，并提高材料的均匀性，是RPC混凝土的设计原则之一。
2．优化颗粒级配，在成型和凝结过程中施加压力，提高密实度
理论和实践证明：多级粒径分布要比二级粒径分布堆积更紧密。超细粒径硅灰的掺入有助于填充水泥颗粒之间的空间，并且其球状性的特质极大地促进了紧密堆积。此外，硅灰可以和水化释放的碱性CH反应生成C-S-H。同时也能促使C-S-H在硅灰的表面成核，形成致密而无定形的C-S-H。
另外，在新拌混凝土中施加约束压力能有效增加密实度。其作用有减少新拌混凝土中的气泡，排除过量的水，补偿化学收缩等。
3．采用热养护，改善微观结构
热养护能够改善RPC混凝土的内部结构，如降低RPC混凝土临界半径和总孔隙率．加速水化反应，以及在水化产物中增加结合水含量等。另外，热养护还可以加速硅灰的火山灰反应加速，生成低碱性水化硅酸钙，降低甚至消除氢氧化钙的含量，进而改善水化产物的微观结构。而在高温250℃下，还能生成晶体水化产物(如硬硅钙石等)，因此有利于获得高强混凝土 [21]。
4．加入钢纤文，增加混凝土的韧性
混凝土强度的提高使其脆性也随之显著增大。混凝土的脆性问题，无法从混凝土的原材料和配比上得到根本解决，因为这种材料在微观结构上都是共价键所主导。只有通过与金属材料或高分子材料的复合，才能在微观结构上获得一定改善，如采用掺入纤文、三文配筋等复合方式。在RPC混凝土中最常用的方法是掺入钢纤文，钢纤文能够阻有效碍混凝土内部的微裂纹繁衍、扩展，在增加混凝土的韧性、抗冲击性中起着至关重要的作用，可以有效地避免无征兆脆性破坏的产生。
5．制备工艺尽可能接近土木工程实际情况
为了保证RPC可以在土木工程中得到广泛的应用，RPC制备工艺一向追求简单和低能耗，如搅拌、浇注过程与普通高性能混凝土相比并无区别。由于加压涉及工艺难易程度，热养护必须考虑经济与能耗，因此在RPC的制备过程中，加压和热养护一般根据实际情况来取舍。
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