活性粉末混凝土--配制、性能與微結構

第1章 概述
1.1 活性粉末混凝土的定義及國內外發展概況
1.1.1 活性粉末混凝土的定義
1.1.2 活性粉末混凝土的超高力學性能
1.1.3 活性粉末混凝土優異的耐久性
1.1.4 活性粉末混凝土良好的生態效應
1.1.5 活性粉末混凝土開發與應用概況
1.1.6 活性粉末混凝土的應用前景
1.2 活性粉末混凝土的配製原理與技術途徑
1.2.1 配製原理
1.2.2 技術途徑
參考文獻

第2章 活性粉末混凝土的技術基礎
2.1 高效減水劑的技術進展
2.1.1 聚羧酸系高性能減水劑概述
2.1.2 聚羧酸系高性能減水劑的定義
2.1.3 聚羧酸系高性能減水劑的結構特性和性能優點
2.1.4 聚羧酸系高性能減水劑的作用機理
2.1.5 聚羧酸系高性能減水劑的相容性
2.2 礦物摻合料的研究與應用
2.2.1 粉煤灰
2.2.2 水淬磨細礦渣粉
2.2.3 石灰石粉
2.2.4 矽灰
2.2.5 研究現狀與存在問題
2.2.6 礦物摻合料的發展方向
2.3 低水膠比與活性粉末混凝土的高強度
2.3.1 低水膠比與勻質性
2.3.2 低水膠比與介面過渡區
2.3.3 低水膠比與強度
2.4 超細粉與活性粉末混凝土的高強度
2.4.1 超細粉的填充效應與高強度
2.4.2 超細粉的強度效應與高強度
2.4.3 超細粉的優化結構作用與高強度
2.5 超高強混凝土的相關理論
2.5.1 中心質假說
2.5.2 孔結構與強度關係的理論
2.5.3 多元複合體系的顆粒級配與最緊密堆積理論
參考文獻

第3章 活性粉末混凝土的配製技術
3.1 原材料的技術要求
3.1.1 原材料的基本特性
3.1.2 粉體材料的顆粒級配
3.1.3 砂子顆粒級配和空隙
3.2 活性粉末混凝土配合比計算模型
3.3 活性粉末混凝土配合比參數的選擇
3.3.1 性能與參數
3.3.2 緻密堆積的原則
3.3.3 膠凝材料漿體體積
3.3.4 骨料體積
3.3.5 膠凝材料用量和用水量
3.4 基於最小需水量法的配合比設計
3.4.1 達到最大顆粒堆積密度與漿體最小需水量的膠凝材料粉體比例
3.4.2 各顆粒級配砂子比例和用量的確定
3.4.3 各膠凝材料用量和水用量的確定
3.5 活性粉末混凝土的製備設備與攪拌工藝
3.5.1 製備設備
3.5.2 攪拌工藝
3.6 活性粉末混凝土的振搗、成型與養護制度
3.6.1 振搗、成型
3.6.2 養護制度
參考文獻

第4章 活性粉末混凝土的性能
4.1 活性粉末混凝土的工作性
4.1.1 活性粉末混凝土的流變性
4.1.2 活性粉末混凝土新拌漿體流變性的經時變化
4.1.3 活性粉末混凝土的黏度
4.1.4 活性粉末混凝土的流動度
4.2 活性粉末混凝土的強度
4.2.1 活性粉末混凝土的強度
4.2.2 活性粉末混凝土受壓破壞過程
4.2.3 影響活性粉末混凝土抗壓強度的因素
4.2.4 影響活性粉末混凝土抗彎拉強度的因素
4.2.5 活性粉末混凝土抗壓強度與抗拉強度的關係
4.2.6 活性粉末混凝土的強度發展與開裂
4.3 活性粉末混凝土的斷裂性能
4.3.1 斷裂的定義
4.3.2 活性粉末混凝土的基本斷裂機理
4.3.3 影響活性粉末混凝土斷裂性能的因素
4.3.4 活性粉末混凝土的斷裂與普通混凝土斷裂的區別
4.4 活性粉末混凝土的疲勞性能
4.4.1 鋼纖維含量對活性粉末混凝土抗疲勞性能的影響
4.4.2 活性粉末混凝土疲勞後剩餘抗壓強度試驗研究
4.5 活性粉末混凝土的變形
4.5.1 活性粉末混凝土變形分類
4.5.2 活性粉末混凝土收縮的主要因素
4.6 活性粉末混凝土的耐久性
4.6.1 活性粉末混凝土的抗滲性
4.6.2 活性粉末混凝土的抗凍性
4.6.3 活性粉末混凝土的碳化性能
4.6.4 活性粉末混凝土的抗侵蝕性
4.6.5 活性粉末混凝土的耐磨性
4.7 活性粉末混凝土的耐火性
4.7.1 活性粉末混凝土高溫後靜力學特性
4.7.2 含濕度及鋼纖維摻量對活性粉末混凝土高溫爆裂性能的影響
4.7.3 聚丙烯纖維對活性粉末混凝土高溫後抗壓強度的影響
4.8 生態型活性粉末混凝土
4.8.1 生態型活性粉末混凝土配合比優選
4.8.2 生態型活性粉末混凝土的靜載力學行為
4.8.3 生態型活性粉末混凝土的動態力學性能
4.8.4 生態型活性粉末混凝土的耐久性能
4.8.5 RPC200與ECO-RPC200的性能對比
參考文獻

第5章 活性粉末混凝土的增強機理與微結構
5.1 介面過渡區與勻質性
5.1.1 活性粉末混凝土的介面過渡區
5.1.2 活性粉末混凝土的勻質性
5.2 活性粉末混凝土的增強機理
5.2.1 密實堆積
5.2.2 中心質效應
5.2.3 超細粉的作用
5.2.4 纖維增韌機理
5.3 活性粉末混凝土的微結構
5.3.1 X射線衍射定性相分析
5.3.2 掃描電鏡分析
5.3.3 紅外光譜分析
5.3.4 孔結構
5.3.5 RPC中水化石與骨料等介面過渡區的微結構變化
5.4 活性粉末混凝土微觀結構的形成及其特點
5.4.1 水化硬化與結構形成過程
5.4.2 活性粉末混凝土微觀結構特點
參考文獻

第6章 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土
6.1 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土的配製
6.1.1 配製思想
6.1.2 原材料和試驗方法
6.2 砂子顆粒級配和比例的確定
6.2.1 各級石英砂堆積試驗
6.2.2 空隙率校核
6.2.3 初步配比的確定
6.3 不同膠凝材料組成和配合比對活性粉末混凝土流動性與強度的影響
6.3.1 砂膠比變化的影響
6.3.2 粉煤灰和矽灰相對摻量的影響
6.3.3 石灰石粉的影響
6.3.4 粒化高爐礦渣粉的影響
6.3.5 爐渣粉的影響
6.3.6 鋼渣粉的影響
6.4 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土最優配合比與成型、養護工藝
6.5 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土的力學性能
6.5.1 抗折強度
6.5.2 抗壓強度
6.5.3 劈裂抗拉強度
6.5.4 軸心抗壓強度
6.5.5 各項性能
6.5.6 靜彈性模量
6.5.7 構件的抗彎性能
6.6 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土的耐久性能
6.6.1 早期收縮性能
6.6.2 抗硫酸鹽侵蝕性能
6.6.3 抗碳化性能研究
6.6.4 抗氯離子滲透性能研究
6.6.5 抗凍性能研究
6.7 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土耐高溫性能
6.7.1 試驗配合比及試驗方法
6.7.2 高溫爆裂試驗
6.7.3 高溫前後抗壓強度變化
6.8 大摻量礦物細粉活性粉末混凝土的高性能機理及其微觀結構
6.8.1 掃描電鏡與能譜分析
6.8.2 孔結構分析
6.9 小結
參考文獻

第7章 活性粉末混凝土構件的製備與性能
7.1 活性粉末混凝土構件概述
7.2 活性粉末混凝土構件的製備
7.2.1 攪拌工藝
7.2.2 澆築工藝
7.2.3 養護工藝
7.3 活性粉末混凝土構件的性能
7.3.1 遷曹鐵路灤柏幹渠大橋20m T形RPC梁
7.3.2 薊港鐵路32m T形預應力RPC梁
7.4 活性粉末混凝土構件存在的問題
7.5 活性粉末混凝土構件的發展方向
參考文獻

第8章 活性粉末混凝土在工程中的應用
8.1 活性粉末混凝土在國外的工程應用
8.1.1 謝布洛克步行橋
8.1.2 巴卡爾橋
8.1.3 “Ductal”產品性能及應用
8.1.4 首爾RPC橋
8.1.5 伊利諾斯州的圓形屋蓋
8.1.6 近年來建成的RPC橋樑工程
8.2 活性粉末混凝土在國內的工程應用
8.3 關於活性粉末混凝土的哲學思考
8.3.1 活性粉末混凝土與科學革命同行
8.3.2 活性粉末混凝土也不是十全十美
8.3.3 活性粉末混凝土對傳統混凝土理念的揚棄
8.3.4 活性粉末混凝土中的認識論
參考文獻

活性粉末混凝土是一種超高強纖維增強混凝土材料，具有優異的力學性能和耐久性能。目前實際能夠製造的是200MPa級活性粉末混凝土。人們夢想著能夠製造更高強度等級的混凝土，但從實際應用效果看，200MPa以下的活性粉末混凝土與當前的材料製造技術水準和使用目的吻合較好。

活性粉末混凝土自20世紀80年代末在歐洲發明以來，歷經二十多年的研究，形成了完整的理論基礎和製備技術，現在已經在實際工程中廣泛應用。十多年前清華大學覃維祖教授將活性粉末混凝土介紹進中國，許多研究者做了大量深入系統的研究工作，形成了具有中國特色的配合比和原材料體系，推進了這種新型工程材料的應用。已實現了活性粉末混凝土的工業化生產，採用活性粉末混凝土批量製造高速鐵路的電纜溝蓋板和人行道板，其實際用量居世界之首。現已開始編制活性粉末混凝土國家標準，預計2014年可以頒佈施行，這將為規範活性粉末混凝土的生產，促進活性粉末混凝土的應用提供依據。

劉娟紅、宋少民多年從事活性粉末混凝土的研究，特別是在大摻量礦物摻合料活性粉末混凝土的製備技術方面有獨到的研究成果。他們收集了現有的相關研究成果，結合自己的研究心得，編寫了本關於活性粉末混凝土的著作，該書全面系統地介紹了活性粉末混凝土的相關基礎理論知識、國內外的相關研究成果和工程應用案例，是一本信息量大、非常有參考價值的專著，值得水泥混凝土科學界的同仁仔細閱讀。

閻培渝
2013年6月於清華園