活性粉末混凝土在硫酸鹽-凍融耦合作用下耐久性能研究.pdf

1、活性粉末混凝土(Reactive Power Concrete，簡稱RPC)是一種高強度、高韌性、低孔隙率的超高強混凝土，具有非常廣闊的應用前景，開發(fā)活性粉末混凝土新型礦物摻和料技術仍然是RPC重要的研究方向，同時深入探討單因素侵蝕環(huán)境及多因素耦合作用下RPC的性能變化規(guī)律，對拓展RPC的應用領域具有重要的理論意義及現實意義，也可為國家相應標準規(guī)范的修訂提供參考數據。首先，研究了不同養(yǎng)護制度下，不同品種稻殼灰以不同摻量替代硅灰后，對綠色

2、環(huán)保型RPC的抗折、抗壓強度、抗裂性的影響;其次重點對比了綠色環(huán)保型RPC在置于單一硫酸鹽侵蝕環(huán)境、單一凍融環(huán)境以及硫酸鹽-凍融耦合作用下的抗硫酸鹽侵蝕性及抗凍性;最后基于SEM、EDS兩種微觀手段初步探討了RPC受侵蝕作用后的破壞機理。主要研究結論如下:
　　(1)低溫稻殼灰與硅灰的火山灰活性基本相當，摻低溫稻殼灰不僅能更好的改善RPC的脆性，并且在與硅灰復摻條件下更能充分發(fā)揮兩者間的填充效應與火山灰效應，對RPC的抗壓強度、抗

3、折強度、折壓比以及彎曲韌性性能都有不同程度的提高:當低溫稻殼灰與硅灰復摻比為33％時，與單摻硅灰組相比，環(huán)保型RPC的抗壓、抗折強度分別提高了17MPa和3.5MPa，驗證了低溫稻殼灰取代硅灰是可行的。
　　(2)采用自行研發(fā)的熱養(yǎng)護設備，實驗結果表明:100℃熱水養(yǎng)護比蒸汽養(yǎng)護更有助于活性礦物摻合料填充RPC的毛細空隙，改善其微結構，對混凝土的抗壓、抗折強度增長效果更為明顯，且養(yǎng)護制度對抗折強度的影響要小于抗壓強度。
　　

4、(3)單一硫酸鹽侵蝕環(huán)境下，當試件浸泡時間達420次凍融循環(huán)后，兩種RPC外觀形貌均無較大變化，且質量均有增無減，環(huán)保組的質量增加幅度較基準組更大:AS組在420次循環(huán)后平均質量增加了0.022kg，環(huán)保組BS在420次循環(huán)后質量增長了0.045kg; AS組、BS組的相對動彈性模量增長幅度趨勢相同，均隨凍融循環(huán)次數的增加而增加。
　　(4)單一凍融循環(huán)作用下，AF、BF組在420次凍融破壞后，各自表面的黑色標記幾乎消失不見，且質

5、量損失率下降幅度也要大于單一硫酸鹽侵蝕環(huán)境，研究發(fā)現單一凍融破壞對環(huán)保型RPC的影響比基準組要更為顯著:BF試件在300次凍融循環(huán)時質量達到峰值，質量較初始時增加0.019kg，且比同條件下的AF組試件增重0.013kg;由于凍融環(huán)境下的試件不僅有滲透壓還有膨脹壓，因此其相對動彈性模量也都高于單一硫酸鹽侵蝕環(huán)境下的試件。
　　(5)硫酸鹽-凍融侵蝕耦合環(huán)境下，由于RPC試件受到硫酸鹽、凍融的雙重破壞，因此RPC試件在420次凍融試

6、驗后的外觀破損情況要較單一因素更為嚴重，試件表面均有部分損失，但由于鹽結晶的填充作用與凍融損傷相互抵消，從而對凍融結晶破壞具有一定的緩解效應，其相對動彈性模量隨著凍融循環(huán)次數的增加而增大，如A-SF、B-SF組試件在420次凍融循環(huán)后的相對動彈性模量增長幅度最大分別達到107.7％和107.3％。SEM、EDS相結合的微觀測試結果表明:低溫稻殼灰、硅灰復摻后能有效降低環(huán)保型RPC的孔隙率、消耗Ca(OH)2產生更多C-S-H凝膠，從而能