【摘 要】
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玄武岩纤维活性粉末混凝土（Basalt Fiber-Reactive Powder Concrete,简称BF-RPC）是一种具有良好力学性能和耐久性的新型混凝土材料。与传统混凝土相比,预应力BF-RPC梁的抗弯强度与自重之比接近于钢梁,可以在满足强度的前提下解决钢结构的投资高、耐火性差、易锈蚀等问题,具有很好的经济性和应用前景。目前BF-RPC的研究主要集中在提高宏观性能方面,对微、细观的研究还
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玄武岩纤维活性粉末混凝土（Basalt Fiber-Reactive Powder Concrete,简称BF-RPC）是一种具有良好力学性能和耐久性的新型混凝土材料。与传统混凝土相比,预应力BF-RPC梁的抗弯强度与自重之比接近于钢梁,可以在满足强度的前提下解决钢结构的投资高、耐火性差、易锈蚀等问题,具有很好的经济性和应用前景。目前BF-RPC的研究主要集中在提高宏观性能方面,对微、细观的研究还停留在基础阶段。但微观水化产物、细观孔隙结构对混凝土宏观性能有着重要影响,只有掌握微、细观结构对宏观性能增强机理,才能更好提高BF-RPC的整体性能。本文依托吉林省发展与改革委员会项目“玄武岩纤维活性粉末复合改性混凝土性能评价及结构设计方法研究”对BF-RPC微观水化产物、细观孔隙、宏观性能以及多尺度间的关联进行研究。旨在为玄武岩纤维活性粉末混凝土的研究和应用提供有利参考。具体研究内容如下:（1）在课题组前期研究得到的最优配合比基础上,研究BF-RPC标准养护、50℃水浴、70℃水浴、90℃水浴四种养护条件下宏观性能的变化。发现28天龄期时,90℃水浴养护试件抗压强度达到最大值125.26MPa。高温水浴养护对BF-RPC内火山灰反应有催化作用,养护温度越高催化效果越明显。并在最优配合比基础上研究了石英砂掺量、水胶比、玄武岩纤维掺量、硅灰水泥比四种单因素变化对BF-RPC宏观性能的影响。四组单因素变化的力学试验发现,各组均在最优配合比处取得极大值:112.87 MPa、抗折强度19.6MPa。（2）基于平面体视学理论,采用荧光增强法增加孔隙与基体对比度,并使用Image Pro-Plus对孔隙数据进行提取。研究发现水浴养护可以有效降低孔隙率,对孔径分布、丰度、凸度、分形维数、圆形度均有一定的影响。同时BF-RPC细观孔隙率随石英砂掺量、水胶比的增加而增大;随硅灰掺量的增加而减小;而纤维掺量对细观孔隙率的影响中,细观孔隙率在最优配合比时出现极小值。（3）在BF-RPC微观水化产物研究中,基于X射线衍射理论,发现高温水浴养护对BF-RPC内火山灰反应有催化作用,养护温度越高催化效果越明显。同时水胶比和硅灰掺量均对BF-RPC的水化产物产生一定影响,但各组的XRD衍射图谱C2S、C3S均为最强峰,说明较低的水胶比不利于BF-RPC中水化反应的进行。（4）建立逆误差传播网络（BP网络）孔隙率预测模型,利用已知配合比、抗压强度预测BF-RPC细观孔隙率,建立宏观与细观之间的关联,并检验其准确性。训练组的最大误差仅为7.32%,检验组的最大误差也只有9.67%,能够反映BF-RPC组分比例和抗压强度与细观孔隙率的关系。
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