活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种具有低密度、高韧性、高强度等特点的水泥基复合材料。本文针对超高强度活性粉末混凝土的结构与性能进行研究,取得的主要研究成果如下:细骨料是RPC的主要组成材料,它占RPC混凝土总体积的30-50%。细骨料不仅本身材料种类性能对RPC性能有较大影响,它的颗粒粒径级配对RPC性能也有较大的影响。掺加12mm钢纤维的试样中,随着细石英砂骨料粒径增加,RPC的抗折强度与抗压强度逐步提高,弯曲强度、抗压强度在细石英砂骨料粒径为0.6-1.18mm时达到峰值,制得的试样抗压强度可稳定达到330MPa,抗折强度可稳定达到73MPa。使用粒径同样在0.6-1.18mm的高强骨料白刚玉、细陶瓷微珠对石英砂骨料等体积取代,对不同骨料的RPC试样性能进行对比。使用高强度、高弹性模量的陶瓷微珠,稳定制得抗压强度达到395MPa、抗折强度达到85MPa的超高强活性粉末混凝土;而电熔白刚玉作为骨料RPC试样抗压强度可达到410MPa,抗折强度达到97MPa。细陶瓷微珠和白刚玉骨料可以显著增强活性粉末混凝土性能,高强度的细陶瓷微珠和电熔刚玉与RPC基体结合致密,强度提升较为明显。刚玉骨料相比细陶瓷微珠骨料,对RPC性能提升更加显著。将不同水灰比的RPC试样在200℃C条件下长期蒸压养护来模拟核废料放置环境,研究了长时间蒸压养护下,RPC的质量、膨胀收缩率、动弹性模量、抗压强度等性能变化规律。在蒸压养护初期,RPC试样的质量随养护时间增加而缓慢增加,蒸压养护18个周期后试样质量保持基本稳定;动弹性模量在蒸压养护初期增加较快,蒸压养护96小时(第6个周期)后呈现稳定状态;试样呈现先收缩后膨胀的变化规律,长时间蒸压养护后试样出现微膨胀并且在20个周期左右试样长度基本稳定;蒸压养护192小时试样抗压强度提升了1OMPa,长时间养护480h后试样的强度保持稳定。随着养护时间的增加,水化反应使试样的质量有所增加,而动弹性模量和强度也基本保持不变,表明长时间蒸压养护下RPC试样的微膨胀对试样微结构没有损害作用。对RPC基体进行水化相研究,在0.21水灰比条件下,试样先90℃湿热养护24小时,再进行24小时蒸压养护后,主要是硅酸二钙、硅酸三钙的物相峰,并伴有水化硅酸钙(C-S-H gel)的物相峰,随着养护时间的增加,水化反应的进行,长时间蒸压养护480h后RPC基体中硅酸二钙和硅酸三钙的衍射峰强度减弱。通过SEM微观形貌发现,RPC基体结构致密,没有宏观缺陷,表现为内部有少量引气孔,在引气孔边壁有针片状水化产物生成。长时间养护条件下部分C-S-H gel水化反应生成托贝莫来石相,是活性粉末混凝土长期养护情况下力学性能得到改善的原因之一。对RPC进行了子弹和金属射流的防护性能综合研究。RPC靶板对子弹的防护效应优异,靶板的复合防护效应良好使得子弹不容易穿透靶板。射流对RPC靶板的破坏呈现出细孔穿深的特性,对靶板表面破坏较小。RPC密度约为装甲钢的1/3,因此同质量情况下其防护性能优于同等质量的装甲钢,体现出RPC作为防护材料的优越性,并且能满足防护设施建设的要求。扫描电镜发现金属射流穿孔取出的RPC基体结构致密,穿孔中发现了冲击波产生的层状纹路结构,并且在射流穿孔底部出现了熔融的铜和铁,高强混凝土靶板能有效的防护金属射流的高温和冲击波。