活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡稱RPC)是一種新型的超高強度混凝土材料。本文對RPC基體HV硬度、水化反應及水化產(chǎn)物的物相、形貌進行分析,研究不同水灰比及養(yǎng)護制度下水化產(chǎn)物生長,主要對長時間高溫蒸壓養(yǎng)護條件下的RPC基體上水化產(chǎn)物生長及轉變進行研究,并對RPC的增強機制進行探討。本文采用的主要配合比為水泥:硅灰:Fs1002:減水劑=1:0.3:0.37:0.03,水灰比(水:水泥)采取三種方案,分別為0.16水灰比,0.21水灰比和0.30水灰比。0.21水灰比和0.30水灰比采用振動成型方式,而0.16水灰比由于水灰比過低,采用冷等靜壓成型方式。實驗采用的養(yǎng)護方式包括標準養(yǎng)護、熱水養(yǎng)護以及200℃高溫蒸壓養(yǎng)護方式。在養(yǎng)護到各周期之后,用HV硬度來表征材料的力學性能,酸不溶物含量來定量地反應RPC的水化程度,利用氮吸附法來測定RPC的孔結構,另外,用DSC、XRD、SEM、TEM等手段研究水化產(chǎn)物的類型及形貌。實驗結果如下:首先對不同水灰比試樣在200℃高溫蒸壓養(yǎng)護條件下的性能進行研究。結果發(fā)現(xiàn),0.21水灰比試樣的HV硬度要高于0.16水灰比試樣的HV硬度,0.30水灰比試樣的HV硬度最低,可以解釋為水灰比的降低能夠減少RPC試樣的氣孔等缺陷,但過低的水灰比反而影響基體的水化反應,導致HV硬度降低。酸不溶物含量結果表明,RPC試樣在前24h內(nèi)降低較多,之后緩慢減少。且水灰比越大,酸不溶物含量越少。從XRD圖譜中可以發(fā)現(xiàn),水化反應生成大量的水化硅酸鈣凝膠相,水灰比越大,水化硅酸鈣凝膠特征峰強度越強。兩種水灰比試樣的SEM圖像表明,水灰比越多,氣孔中生成越多的TOB晶體。對不同養(yǎng)護制度下RPC基體性能進行對比發(fā)現(xiàn),高溫蒸壓養(yǎng)護條件下,基體的HV硬度要遠大于標準養(yǎng)護條件下的基體HV硬度,高溫蒸壓養(yǎng)護條件下試樣的酸不溶物含量也遠低于標準養(yǎng)護相同時間下試樣酸不溶物含量。XRD物相分析結果表明,標準養(yǎng)護試樣在養(yǎng)護168h后,仍然未出現(xiàn)水化硅酸鈣凝膠特征峰的出現(xiàn),而高溫蒸壓養(yǎng)護96h后,就出現(xiàn)了 3.04A的水化硅酸鈣凝膠峰。說明200℃高溫蒸壓養(yǎng)護能夠加快水化反應的進行,在很短的周期內(nèi)完成較多的水化反應,極大地減少養(yǎng)護周期性。最后研究0.21水灰比試樣在200℃高溫蒸壓養(yǎng)護長時間條件下水化產(chǎn)物的生長情況。結果表明在高溫蒸壓養(yǎng)護前24h內(nèi),RPC基體試樣HV硬度提升較多,之后緩慢增加。RPC試樣酸不溶物含量在養(yǎng)護前48h內(nèi)減少明顯,之后緩慢減少,并最終均趨于穩(wěn)定。說明在高溫蒸壓養(yǎng)護初期,試樣內(nèi)部的水化反應較為劇烈,并在養(yǎng)護后期仍有水化反應的進行。通過BET測出RPC試樣基體的最可幾孔徑為10nm左右,且孔徑大小不隨養(yǎng)護時間增加而減少。RPC試樣的比孔容隨著養(yǎng)護時間的增加而減小,比表面積在逐漸增加。從XRD、SEM結果可以明顯看出,隨著200℃高溫蒸壓養(yǎng)護時間的增加,氣孔中的水化反應在200℃條件下形成托貝莫來石(TOB)相,在長時間養(yǎng)護之后,TOB相幾乎填充整個氣孔。RPC基體上由C3S、C2S等水泥礦物相逐漸向水化硅酸鈣凝膠轉變,在養(yǎng)護初期,水化硅酸鈣凝膠在氫氧化鈣原位上生成,呈層片狀,隨著養(yǎng)護時間的增加,層片狀消失形成多個方向相互擁擠的條紋狀形貌,并由于空間擁擠而最終沿著一個方向生長。TEM結果表明基體上的水化硅酸鈣凝膠發(fā)生擴散反應生成TOB晶體,TOB晶體的生長在養(yǎng)護初期為多個方向生長,空間的擁擠使得TOB晶體在養(yǎng)護后期沿著同一個方向生長。水化硅酸鈣凝膠向TOB晶體的轉變會帶來微觀體積膨脹,從而使得基體的性能得到增強。
【學位單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

＿??Ｍｒ?ｉｎａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ??ｐｏｒｅ??圖１．２水化反應后期形成的ＨＤＣＳＨ二維示意圖［４５】??ＨＤＣＳＨ凝膠州是一種５ｎｍ球狀體緊密堆積的結構（見圖１．２）。ＨＤＣＳＨ中，球狀體??間的最大凝膠孔孔徑為ｌｎｍ，這種尺寸大小近似于小角中子散射實驗的中子束束斑大??小。這也導致了小角中子散射實驗很難對ＨＤＣＳＨ的結構進行進一步的分析。ＨＤＣＳＨ??形成與水化反應的后期，組分己經(jīng)相當穩(wěn)定，只有溫度升高及濕度降低一定的程度，??才會發(fā)生結合水丟失的現(xiàn)象，并且ＨＤＣＳＨ中的水分為可逆物理反應，當溫度和濕度滿??足一定條件后，又可以回到最初的緊密堆積結構。??１．４主要研究內(nèi)容??本論文的主要研宄內(nèi)容是：??（１）

Ｄ（５０）＝３．６３｜ｉｍ??采用激光粒度分析儀對水泥、硅灰及熔煉石英粉Ｆｓｌ００２的粒徑分布進行檢測，檢??測結果見圖２．１。??？。?水泥．？?ｆ?ｔ?ｆ?ｊ?＊＇｜?＇?ｊ＊＇?？ｔｔ＇?！?：?．??？０?〇?－?■?ｊ?ｉ?；?ｉ?－?４?？？?ｊ－！?－１?ｉ?＾?■?■?＊?Ｉ?■?Ｉ?■?ｊ?９?０??ｔｏ?０?？?？?？?？?？?ｉ?？?：?？．?ｙ?？?？〇??Ｉ?：／?？?ｉ?！?■?６０?５??ａ?？＞?〇?：????？?／??１?？?？〇?＾??．．．．?＾＾丁?＼?．?？?？?０?－??３０。?ｔ?＼?ｉ?ｔ?＞〇??Ｖ?－?＼?－?—?：?１０??１０?〇?ｉ?＼?？?ｉ?＇?Ｉ?０??Ｃ?０??????、?．?．?？?■?■?０?０??０．１?１０?１０?０?ＩＷ＞?０??Ｓｉ?ｚｃ?（卩?ａ）??１００?０?ｊ?－?＾?；?：?＇?；?ｉ?ｊ?ｊ?；?ｊ?１?？〇??依碎石拜粉?？?Ｉ?＊?＇?＇?＂１?Ｉ?Ｉ?？?７?２??？００?？?ｊ?／Ｎ／?？?？?？?：１?ｊ?ｊ?？?：?？．？??ＴＯ?０??！?ｊ?－?／?Ｔｉ?？．?１?ｊ?＇？?５?６??＊〇?〇?／?＇?／?＼?．．．．．?４?４?￡？??（－＞？００?／?／?？?ｉ?３?２??？?〇?Ｉ?／?；?－?■?＼?ｚ?＊??１０?０?、

，。水灰比降到很低時，空間不足阻礙水化相的生成，水化程度不足也不利于材料的性??升。水化程度是指混凝土材料發(fā)生水化反應的能力，是己經(jīng)發(fā)生水化反應所消耗水??量與摻入水泥含量之間的比值，是混凝土材料的重要參數(shù)之一，以百分數(shù)表示。水??度的測量方式較多，分為直接和間接兩種方法。直接測試包括Ｘ射線物相分析，差??析等；間接測試包括結合水的測定及Ｃａ含量的測定。??本章節(jié)嘗試通過測量０．２１水灰比試樣和０．３０水灰比試樣在２０（ＴＣ高溫蒸壓養(yǎng)護后??壓強度來表征試樣的強度�？箟簭姸冉Y果如表３．１所示。??表３．１?ＲＰＣ試樣抗壓強度測試結果???養(yǎng)護時間??每壓強度峰值力＿???０．２１水灰比試樣?０．３０水灰比試樣???未養(yǎng)護?７５．１９?６３．１５??２４ｈ?８６．７３?６０．３３??４８ｈ?５１．２２?４５．５６??７２ｈ?９６．２０?２５．４６??９６ｈ?３６．８３?１Ｍ???
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