活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)以其密实度高、孔隙率低而闻名于世。特别是RPC所具有的优良的力学性能、良好的韧性和耐久性以及环保和经济性能,从产生之日起一直为人们所津津乐道。特别是RPC相当高的抗压强度、良好的韧性迎合了房建、桥梁、地下工程等领域的苛刻需要,导致其在工程界的需求有愈演愈烈之趋势。RPC是高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)的一种,是在提高普通混凝土的性能基础上生产出来的高技术含量的新型混凝土。RPC虽然较普通混凝土强度提高很多,但是质量只是略微降低,满足不了许多情况下对材料强度高并且质量轻的要求。基于此,本文致力于轻质活性粉末混凝土的配制及其力学性能研究,目的是掺入轻质材料,在RPC强度降低不至于太大的情况下,能大幅度地降低混凝土的质量。本研究前期通过调节拌合物用水量来探索在本实验室条件下的RPC配合比。在RPC配合比基础上,选择泡沫和陶粒这两种轻质材料来降低RPC质量。但由于泡沫本身材料的有机性和工艺操作的局限性,不容易保证泡沫与混凝土材料的充分融合,而且配制成的混凝土强度太低,所以排除了泡沫作为轻质材料的选择;陶粒具有坚硬的陶质外壳,密集的内部空隙,能够和RPC的原材料相互融合,制得的混凝土能够满足一定条件下轻质高强的要求。正如试验的猜想,随着陶粒的比例提高,所制得的陶粒-混凝土的抗压强度、弹性模量均与之成负相关的降低。其中,10%陶粒质量比例的混凝土的密度为2068.15 kg/m3,具有相当于C45的抗压强度和30.58GPa的弹性模量,较相应强度的普通混凝土密度要小。而且不同陶粒含量的活性粉末混凝土的强度可以满足相应质量和强度条件下要求,本文把这种陶粒-活性粉末混凝土称为轻质活性粉末混凝土。轻质活性粉末混凝土较普通混凝土在原材料价格上不但没有降低反而有所升高,但是考虑到其较普通混凝土的超强的耐久性能,轻质活性粉末混凝土还是具有很可观的经济优势的。研究表明,陶粒的添加,降低了 RPC的韧性,但总体上其韧性还是远大于普通混凝土的。之后,通过细观力学对这种轻质活性粉末混凝土分析,推导出相关模型的数学公式,从细观力学的角度对其作出了分析与研究。考虑到轻质活性粉末混凝土的在同等强度要求下较普通混凝土具有较低的密度和较小的弹性模量,在降低地震作用方面有所贡献,通过两个抗震设计的工程实例计算,验证了轻质活性粉末混凝土在一定程度上降低地震作用的猜想。最后,通过对陶粒的表里分析,提出了能够较陶粒更好的铁蒺藜骨料模型,这样制得的混凝土强度会更高,质量会更轻。