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图3aerosil?产品的扫描电镜图像和透射电子显微图像第30页，共61页，星期日，2025年，2月5日图4典型火成氧化物的X射线衍射图第31页，共61页，星期日，2025年，2月5日图5火成氧化物的火山灰反应活性火成氧化物和氢氧化钙混合系统的PH值很明显地下降，这说明了火成氧化物比硅灰有更高的反应活性。第32页，共61页，星期日，2025年，2月5日图6为显微镜观察到的硅酸三钙晶粒和悬浮在水中的无定形二氧化硅粒子相互作用的发射X射线显微图像。作为对比，图7为分散的惰性碳酸钙晶粒和无定形二氧化硅粒子相互作用的发射X射线显微图像。第33页，共61页，星期日，2025年，2月5日图6火成氧化物与分散硅酸三钙反应的发射X射线显微图像（TXM）（反应开始200分钟后）

第34页，共61页，星期日，2025年，2月5日图7分散火成氧化物与惰性碳酸钙反应的发射X射线显微图像（TXM）

第35页，共61页，星期日，2025年，2月5日图6表明在硅酸三钙和二氧化硅反应大约200分钟后，硅酸三钙粒子很明显被无定形C-S-H胶凝相所覆盖，并存在继续覆盖的趋势。C-S-H胶凝相的形成特征是各种不同的反应产物团聚形成密实性不均匀的云状结构。从水泥浆体获得的高早期强度和实验测得的其它结果来看，可以认为火成氧化物和硅酸三钙粒子附近的早期水化产物发生了火山灰反应。PH值测试实验和原位TXM图像说明了火成氧化物具有高火山灰活性。火成氧化物的反应活性由它的性质所决定，如细度、表面特征及其它各项参数。第36页，共61页，星期日，2025年，2月5日图8和图9为自然状态下混凝土试样典型断面的扫描电镜图像。图像是在温度为20℃，相对湿度为95％，经过7天水化反应后观察所得。混凝土试样的配合比如表1所示。表1典型试样的配合比（％水泥的相对质量）普通混凝土试样的配合比UHPC试样的配合比波特兰水泥52.5RHS/NA??石英砂2mm?水(外加)?1???2.5?0.45波特兰水泥52.5RHS/NA硅灰（SF）粉煤灰（SWF）干燥火成氧化物（POx）石英砂125～500μm聚羧酸乙醚（SP）水10.250.220.051.50.0250.3热处理温度20℃热处理温度20℃第37页，共61页，星期日，2025年，2月5日图8普通混凝土试样养护7天后的扫描电镜图像（w/c=0.45）图8为普通混凝土试样（w/c=0.45）断裂表面的典型扫描电镜图像。图9为含微米级和纳米级火山灰UHPC混凝土试样断裂表面的典型扫描电镜图像。通过研究发现，普通混凝土试样的特点是集料和水泥浆体之间的连接不紧密。这可以从制样时由于集料颗粒的脱落留下的孔洞来充分证明。第38页，共61页，星期日，2025年，2月5日图9含微米级和纳米级火山灰试样养护7天后的扫描电镜图像

含纳米级火山灰典型试样的集料粒子和水泥浆体之间的连接非常紧密。断口表面比较平整，裂纹的形成不像普通混凝土那样集中在集料粒子附近。在这种试样中，断裂是穿过集料粒子发生的（穿晶断裂）。在含纳米火山灰的试样(UHPC)中，集料和水泥浆体几乎有着相同的强度。所以集料可能是限制强度的因素。第39页，共61页，星期日，2025年，2月5日图10普通混凝土试样养护56天后的原子力显微图像（左）

图11含纳米级火山灰火成氧化物试样养护56天后原子力显微图像（右）第40页，共61页，星期日，2025年，2月5日纳米级尺度范围内UHPC试样更为细致的结构和特征图像可以通过原子力显微镜观察到。试样经过仔细的抛光并养护56天，便得到了典型试样的原子力显微图像（500nm×500nm）。相关图像如图10和图11所示。含纳米级火山灰的试样（图11）其结构不仅均匀而且更为细致。它的纳米结构像是由比普通混凝土试样有更小的建筑结构单元所组成。它的结构看上去没有多少“缺陷”，并且相应的结构单元也处在一个紧密的结构中。通过原子力显微镜观察到的试样结构方面的特征与用N2吸附测试气孔率和孔尺寸分布（图12）所得的结果是一致的[24,25]。对比混凝土水化条件下得到的试验结果，表明相对于只含有微米级火山灰或不含火山灰的试样，含纳米级火山灰的试样孔更细小，并且总的孔隙率也降低了。第41页，共61页，星期日，2025年，2月5日图12养护7天后试样孔径分布曲线

RPC----添加25％硅灰的活性粉末混凝土

SF――硅灰，POx--火成氧化物

第42页，共61页，星期日，2025年，2月5日图13从二元粒径系统到三元粒径系统试样