活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,簡(jiǎn)稱RPC)是一種新型的超高強(qiáng)度混凝土材料。本文對(duì)RPC基體HV硬度、水化反應(yīng)及水化產(chǎn)物的物相、形貌進(jìn)行分析,研究不同水灰比及養(yǎng)護(hù)制度下水化產(chǎn)物生長(zhǎng),主要對(duì)長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下的RPC基體上水化產(chǎn)物生長(zhǎng)及轉(zhuǎn)變進(jìn)行研究,并對(duì)RPC的增強(qiáng)機(jī)制進(jìn)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(dòng)成型方式,而0.16水灰比由于水灰比過(guò)低,采用冷等靜壓成型方式。實(shí)驗(yàn)采用的養(yǎng)護(hù)方式包括標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、熱水養(yǎng)護(hù)以及200℃高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)方式。在養(yǎng)護(hù)到各周期之后,用HV硬度來(lái)表征材料的力學(xué)性能,酸不溶物含量來(lái)定量地反應(yīng)RPC的水化程度,利用氮吸附法來(lái)測(cè)定RPC的孔結(jié)構(gòu),另外,用DSC、XRD、SEM、TEM等手段研究水化產(chǎn)物的類型及形貌。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:首先對(duì)不同水灰比試樣在200℃高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下的性能進(jìn)行研究。結(jié)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(guò)低的水灰比反而影響基體的水化反應(yīng),導(dǎo)致HV硬度降低。酸不溶物含量結(jié)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(yīng)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(qiáng)度越強(qiáng)。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(duì)不同養(yǎng)護(hù)制度下RPC基體性能進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn),高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下,基體的HV硬度要遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的基體HV硬度,高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下試樣的酸不溶物含量也遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)相同時(shí)間下試樣酸不溶物含量。XRD物相分析結(jié)果表明,標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試樣在養(yǎng)護(hù)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(hù)96h后,就出現(xiàn)了 3.04A的水化硅酸鈣凝膠峰。說(shuō)明200℃高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)能夠加快水化反應(yīng)的進(jìn)行,在很短的周期內(nèi)完成較多的水化反應(yīng),極大地減少養(yǎng)護(hù)周期性。最后研究0.21水灰比試樣在200℃高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)長(zhǎng)時(shí)間條件下水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明在高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)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(hù)前48h內(nèi)減少明顯,之后緩慢減少,并最終均趨于穩(wěn)定。說(shuō)明在高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)初期,試樣內(nèi)部的水化反應(yīng)較為劇烈,并在養(yǎng)護(hù)后期仍有水化反應(yīng)的進(jìn)行。通過(guò)BET測(cè)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(hù)時(shí)間增加而減少。RPC試樣的比孔容隨著養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而減小,比表面積在逐漸增加。從XRD、SEM結(jié)果可以明顯看出,隨著200℃高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加,氣孔中的水化反應(yīng)在200℃條件下形成托貝莫來(lái)石(TOB)相,在長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)之后,TOB相幾乎填充整個(gè)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(zhuǎn)變,在養(yǎng)護(hù)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(hù)時(shí)間的增加,層片狀消失形成多個(gè)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(gè)方向生長(zhǎng)。TEM結(jié)果表明基體上的水化硅酸鈣凝膠發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)生成TOB晶體,TOB晶體的生長(zhǎng)在養(yǎng)護(hù)初期為多個(gè)方向生長(zhǎng),空間的擁擠使得TOB晶體在養(yǎng)護(hù)后期沿著同一個(gè)方向生長(zhǎng)。水化硅酸鈣凝膠向TOB晶體的轉(zhuǎn)變會(huì)帶來(lái)微觀體積膨脹,從而使得基體的性能得到增強(qiáng)。
【學(xué)位單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU528
【部分圖文】：

＿??Ｍｒ?ｉｎａｃｃｅｓｓｉｂｌｅ??ｐｏｒｅ??圖１．２水化反應(yīng)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(jié)構(gòu)（見(jiàn)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(shí)驗(yàn)的中子束束斑大??小。這也導(dǎo)致了小角中子散射實(shí)驗(yàn)很難對(duì)ＨＤＣＳＨ的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。ＨＤＣＳＨ??形成與水化反應(yīng)的后期，組分己經(jīng)相當(dāng)穩(wěn)定，只有溫度升高及濕度降低一定的程度，??才會(huì)發(fā)生結(jié)合水丟失的現(xiàn)象，并且ＨＤＣＳＨ中的水分為可逆物理反應(yīng)，當(dāng)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(jié)構(gòu)。??１．４主要研究?jī)?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(duì)水泥、硅灰及熔煉石英粉Ｆｓｌ００２的粒徑分布進(jìn)行檢測(cè)，檢??測(cè)結(jié)果見(jiàn)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(shí)，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(yīng)的能力，是己經(jīng)發(fā)生水化反應(yīng)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?jǐn)?shù)表示。水??度的測(cè)量方式較多，分為直接和間接兩種方法。直接測(cè)試包括Ｘ射線物相分析，差??析等；間接測(cè)試包括結(jié)合水的測(cè)定及Ｃａ含量的測(cè)定。??本章節(jié)嘗試通過(guò)測(cè)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(hù)后??壓強(qiáng)度來(lái)表征試樣的強(qiáng)度�？箟簭�(qiáng)度結(jié)果如表３．１所示。??表３．１?ＲＰＣ試樣抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果???養(yǎng)護(hù)時(shí)間??每壓強(qiáng)度峰值力＿???０．２１水灰比試樣?０．３０水灰比試樣???未養(yǎng)護(hù)?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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