长时间高温蒸压养护下水化硅酸钙晶体生长文献综述

研究背景

随着社会经济的发展，建筑结构向超高、大跨度等方向发展，并且越来越多的结构应用于冻融地区和侵蚀环境中，对混凝土的力学和耐久性能提出了更 高 的 要 求。 为 此，高 性 能 混 凝 土(high performance concrete ,HPC) 和 超 高 性 能 混 凝 土( ultra-high performance concrete, UHPC) 得到开发和应用.在UHPC 中加入钢纤维，可提高材料的韧性，这类材料被称为超高性能纤维增强混凝土( ultra-high fiber reinforce performance concrete, UHPFRC)。

Richard等^[1]研制的UHPFRC，因掺入了具有较高活性的火山灰质材料，并剔除粗骨料代之以细度较大的石英砂( 粒径小于 0.6mm) 或钢骨料( 粒径小于 0.8mm) ，因而被称为活性粉末混凝土( reactive powder concrete)。RPC具有良好的力学性能、优异的耐久性能和体积稳定性，是性能优越的建筑材料，根据法国的有关资料介绍，活性粉末混凝土可应用的领域非常广泛，包括供水、废物处理、石油工业、锻造与冲压、探矿、一般机械、船舶制造、航空工程、建筑业、土木工程、低温工程、表面防护层、化学工业、机床-刀具、液压设备以及在军事上用于防护设施等。国内在 PRC 配制技术、材料性能和构件设计方面也已有较多研究，但工程实例尚少。

活性粉末混凝土RPC

RPC的基本组成材料有:水泥、减水剂、微粉末材料(微细石英、硅灰)、骨料和钢纤维混凝土的微结构主要分为骨料相及水泥水化浆体的微结构。骨料相的微结构:骨料相主要影响混凝土的单位质量、弹性模量和尺寸稳定性。混凝土的这些性质在很大程度上取决于骨料的表观密度和强度,而骨料的物理特性要比化学特性对其更具决定性,粗骨料的形状和构造也会影响混凝上的性能。

RPC经高温养护而成，具有超高力学和耐久性能的水泥基复合材料!在成型阶段加压和蒸压养护可明显提高RPC的强度。

　RPC一个很主要的特点是剔除粗骨料,提高了基体的匀质性,主要指以下三方面:第一,骨料的粒径减小后,其自身存在缺陷的几率减小,整个基体的缺陷也减少。第二,当粗骨料存在时,它和水泥浆体的过渡区范围很大,是整个结构中最为薄弱的部分,其特征是富集粗大的孔隙。从微观的角度来看,在过渡区范围内,骨料表面聚集着与其垂直的板状或层状的Ca(OH)₂定向结晶,还分布着钙钒石的粗大结晶及少量的C-S-H,形成了一个粗糙的结构,强度低,抗渗性和耐久性均不好。第三,混凝土中存在骨料对水泥石变形的约束作用^[4]。

国内配制的RPC 轴心抗压强度多在 100~200MPa，而国外大多在200MPa。在国内，RPC主要应用于桥梁'人行道板和沟槽盖板中。如北京五环路石景山转体斜拉桥隔离带采用了无配筋RPC 空心板，材料抗压强度 140MPa，抗折强度14MPa。RPC人行道盖板已在哈大高铁和青藏铁路等多项工程中使用，克服了普通混凝土易开裂和耐久性不足等缺点。2006年，在我国迁曹铁路滦柏干渠大桥工程中，首次采用跨度为20m的RPC预制预应力T形梁。2008年在蓟港铁路中，采用高度 1800m、跨度32m的 T形梁，成功解决了线路跨线净高受限的问题。2011 年，在矮寨特大悬索桥的岩锚系统中，采用碳纤维复合绞线(CFCC) 作为锚杆，以RPC 作为锚杆两端的黏结介质。锚杆的地上部分由工厂制作，运至现场后，将锚杆放入钻孔中就位，采用翻浆法由下至上一次性灌注RPC，将CFCC锚杆锚固于岩体中。实践证明，该岩锚体系性能稳定，工作状态良好。

水化水泥浆体的微结构，局部水灰比存在差异,是造成微结构不匀质的首要原因。与分散均匀的体系相比,水泥浆体系高度絮凝化,不仅使其孔径和形状,也使晶态的水化产物都存在着差异。在完全水化的水泥浆体里,硅酸钙水化物相(C-S-H)可占50%~60%的体积,因此是决定浆体性能的主要相，同时水化硅酸钙也是混凝土结构宏观尺度的凝聚性和耐久性的重要影响因素^[5]。