綠色超高性能水泥基復合材料的制備、靜動態(tài)力學行為及微觀機理.pdf

1、活性粉末混凝士RPC(Reactive Powder Concrete)是一種新型超高性能水泥基復合材料(UHPCC)。本文在國外RPC材料研究的基礎上,采用天然細砂替代國內(nèi)外RPC中的石英粉,通過二元、三元礦物摻合料復合技術,充分發(fā)揮超細礦物摻合料的粒徑疊加、活性互補效應,大摻量取代水泥,經(jīng)過系統(tǒng)的試驗和配比優(yōu)化,改善微集料-水泥凝膠、細集料-水泥基和高強粗集料-水泥砂漿整體的界面區(qū)細觀與微觀結構,成功制備出流動性好、強度高(100M

2、Pa～200MPa)、韌性大、抗爆炸與抗侵徹能力好綠色超高性能水泥基復合材料(GUHPCC)。
　　 本文分析了礦物摻合料摻量和摻入方式、水膠比、砂膠比、纖維體積分量、粗集料摻入種類、成型壓力與持荷時間對GUHPCC的流動性能、靜態(tài)力學性能（抗壓和抗折強度、抗拉強度、彎曲韌性）、動態(tài)力學性能（撞擊和沖磨）的影響,對礦物摻合料摻量和摻入方式的研究表明,二元、三元礦物摻合料摻入方式對GUHPCC的工作性能有著明顯的改善作用,通過分析

3、水膠比和砂膠比對GUHPCC的各種性能的影響,確定了最終設計了GUHPCC制備基體的最優(yōu)配合比（硅灰10％,粉煤灰10％,礦粉30％）,最優(yōu)水膠比和砂膠比分別為0.17和1.2。對鋼纖維體積含量的研究分析表明了鋼纖維的加入對GUHPCC抗壓、抗折、抗拉強度和韌性有著明顯的提高和改善作用。另外本文還采用壓力成型技術和熱水養(yǎng)護制度對GUHPCC進行制備,結果表明,這兩種技術的應用明顯改善了環(huán)保型GUHPCC的力學性能。
　　 在材料

4、優(yōu)選與優(yōu)化的基礎上在現(xiàn)場制備多系列具有高動態(tài)效應和不同材料組成結構的高與超高性能水泥基復合材料,合理設計靶體尺寸,進行抗爆炸與抗侵徹試驗,分析不同系列高與超高性能混凝土的爆炸與侵徹破壞特性和機理。
　　 本文通過原材料粒徑分析、壓汞分析、X射線衍射、SEM掃描電鏡等手段研究了GUHPCC具有超高性能的微觀機理及結構。分析表明通過多元復合超細礦物摻合料,優(yōu)化了基體粉體的粒徑分布,提高了基體的密實度。X射線衍射結果顯示GUHPCC基

5、體中的Ca(OH)2和未水化水泥熟料的含量隨著養(yǎng)護溫度的提高而減少,這說明提高溫度促進了水泥水化、激發(fā)了超細礦物摻合料的火山灰活性,達到優(yōu)化微觀結構、提高基體性能的作用。利用SEM掃描電鏡技術,觀察了GUHPCC水泥基-細集料、水泥砂漿整體-高強粗集料,基體-纖維界面區(qū)。
　　 試驗結果充分表明：本文所研制的GUHPCC各項靜態(tài)力學性能和動態(tài)力學性能優(yōu)異,具有高抗沖擊、抗震塌、抗侵徹工程防護能力,是一種應用前景廣泛、性價比高、綠