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活性粉末混凝土是一种超高强、低脆性、耐久性优良的超高性能水泥基复合材料,具有广阔的工程应用前景。但是由于其较严格的配制技术和工作性能较差,限制了其在实际工程中的应用。本文通过紧密堆积理论对胶凝材料配合比进行设计,并通过掺一些合适的外加剂,和砂集料来制备高流动性超高强度水泥基复合材料,通过对其物理力学性能和微观分析解释其组成与性能的相互影响和变化规律,掌握了高流动性超高强度的水泥基复合材料的的设计方法与制备技术。主要研究内容如下:
基于最紧密堆积理论进行配合比优化设计,主要有以下几个步骤:第一,选择合适的紧密堆积理论模型;第二,计算需要的模型参数,通过湿裹法测水泥堆积密实度;第三,通过Aim-Goff模型计算最大堆积密实度,并计算矿物掺合料单掺和复掺的最佳配合比;第四,通过与经验Andresen方程进行相关性分析,验证模型的合理性。
通过对单掺和复掺矿物掺合料时的流动性能和力学性能进行分析,研究矿物掺合料对高流动性能超高强度水泥基材料的影响,同时验证Aim-Goff模型,并获得最佳矿物掺合料掺量;通过对不同消泡剂种类、不同消泡剂掺量、不同减水剂掺量时的流动性和力学性能的分析,获得最佳的外加剂掺量;通过对不同砂集料最大粒径和不同砂胶比时的流动性能和力学性能分析,获得最佳的集料最大粒径和集料掺量;通过研究钢纤维和砂集料的相容性获得掺一定体积分数钢纤维时的水泥基材料的最佳流动性能和力学性能;通过流变学试验研究石英粉和硅灰对流变性能的影响,研究消泡剂对流变学性能的影响;通过标养和90℃两种养护方式分析这两者对高流动性能超高强度水泥基复合材料的力学性能和微观结构的影响;通过XRD和SEM对不同矿物掺合料和不同养护制度下制备的高流动性能水泥基复合材料进行微观分析,解释材料组成对性能的影响和变化关系。