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活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)是一种新型超高性能混凝土.本文在保留国外RPC材料优点的基础上大胆创新,以50~60％的超细工业废渣取代水泥,用粒径为3mm的天然黄砂取代粒径为600μm的磨细石英砂,采用超细工业废渣多元复合技术,充分发挥超细工业废渣间的粒径叠加,成份互补效应.经大量试验优化出三个系列节省资源、节约能源、保护生态环境的超高性能生态型活性粉末混凝土(ECO-RPC).本文系统研究了各配合比ECO-RPC在三种养护制度(标准养护、90℃热水养护、200℃高压养护)下的静载力学性能(抗压与抗折强度、弯曲韧性、界面粘结强度、断裂能、泊松比和弹性模量),充分揭示了ECO-RPC优异的力学行为和钢纤维对ECO-RPC增强、增韧与阻裂的功效.研究表明养护制度和纤维掺量对ECO-RPC的各项力学性能有显著影响,随着养护温度的提高和纤维掺量的增加,其力学性能不断提高.标准养护28d时,ECO-RPC的强度较其它两种养护时的强度低,但随着标准养护龄期的延长,超细工业废渣火山灰效应的不断发挥,90d和180d龄期时ECO-RPC的力学性能达到甚至超过了另两种养护制度下的性能指标.采用霍普金森杆方法研究了高速冲击下应变速率对ECO-RPC力学性能的影响,结果显示,随着应变率的提高,ECO-RPC的破坏应力及破坏应变显著增长,应力-应变曲线所包围的面积不断增大.本文研究了ECO-RPC的长期变形性能及耐久性(抗冻性、耐腐蚀性、抗碳化性).ECO-RPC基体的干燥收缩率随基体强度等级的提高而减小,通过加入体积率为3％超细钢纤维,ECO-RPC的干燥收缩率较RPC基体减少了30％~40％.ECO-RPC具有超高的耐久性,700次冻融循环后,其相对动弹性模量损失最少的不超过1％,重量损失为零.经过180d高浓度卤水浸泡后,ECO-RPC的相对动弹性模量损失最少的不超过2％,重量损失为零,试件外观完好无损.90d快速碳化试验后,ECO-RPC的碳化深度几乎为零.通过原材料粒径分析、X射线衍射、环境扫描电镜等手段研究了ECO-RPC具有超高性能的微观机理及结构形成全过程.分析表明通过超细工业废渣的多元复合,优化了基体的粒径分布,提高基体的密实度.X射线衍射结果显示了ECO-RPC基体中Ca(OH)<,2>和未水化水泥熟料的含量随养护温度的提高而减少,这说明提高温度促进了水泥水化、激发了超细工业废渣的火山灰活性,达到了优化微观结构、提高基体性能的作用.利用环境扫描电镜技术,观察了ECO-RPC基体从加水搅拌到标准养护90d后结构形成的全过程,并观察了RPC基体与超细钢纤维界面随龄期变化的情况.试验结果充分表明:本文所研制的ECO-RPC各项静态力学性能达到甚至超高国外的RPC材料,动态力学性能优异,耐久性能极高,是一种应用前景广泛、性能价格比高、绿色超高性能的水泥基复合材料.