活性粉末混凝土(rpc)试验和生产技术研究

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1、客运专线活性粉末混凝土试验和生产技术研究黄旭毅1吴伟2（1中国水利水电第十四工程有限公司云南昆明；2中国水利水电第十四工程有限公司云南昆明）摘要：以京沪高速铁路三标段曲阜RPC混凝土盖板厂的生产成果，主要介绍RPC活性粉未混凝土配合比影响因素、生产流程、型式检验等，并对RPC盖板混凝土生产数据进行分析。关键词：活性粉未混凝土试验生产技术1、绪论1.1选题的背景与意义自1824年硅酸盐水泥问世以来，以其为基本胶凝材料的混凝土，尤其是钢材与混凝土的复合，已成为世界上各种基础设施必不可少的基本建筑材料。随着建筑业、

2、海洋业、交通业和环境保护业的飞速发展，大跨、轻型和在各种严酷条件下使用的建筑物的出现，对混凝土提出了更高的要求，而直到20世纪70年代，在工程中实际使用的混凝土最高强度还只有34.2Mpa，更高强度、更好耐久性能的要求普通混凝土很难满足。活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete，简称RPC)是继高强、高性能混凝土(HighPerformanceConcrete，简称HPC)后，于20世纪90年代开发出的超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的水泥基复合材料。它是DSP(Densifte

3、dSystemcontainingultra-finePartides)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土。RPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强混凝土。它的基本配制原理是：通过提高组分的细度与活性，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减少到最少，以获得超高强度与高耐久性。原材料中活性组分由优质水泥、硅粉、细石英砂(粒径小于lmm)等构成，活性组分的粒径在0.1μm～lμm之间，另外原材料还包括高效减水剂和短细钢纤维等。作为一种新型结构材料，目前国内外的研究主要集中在原材料选择、配合比设计、实验室制备工

4、艺以及材料力学性能研究，关于RPC材料大量用于工程实际生产的研究较少，尤其是标准化的RPC盖板构件厂的运作流程。在国内外的资料中对普通混凝土和高性能混凝土的损伤破坏分析，已有诸多研究和比较明确的结论。但是作为一种新型的水泥基复合材料，从宏观到微观RPC与传统混凝土材料不同，关于普通混凝土和高性能混凝土损伤演化的研究成果是否适用于RPC材料，目前国内外尚没有系统的研究。33如能够充分了解RPC材料的破坏过程及盖板构件的破坏机理，掌握其裂缝的生成、扩展及结构在受载过程中其损伤的发展情况以及破坏的规律，可合理进行混

5、凝土的配制，降低工程造价，也为工程设计、工程计算提供可靠的依据，以便在具体应用中更好地发挥效益和避免失误和事故的发生。1.2活性粉末混凝土材料的性能RPC是由超细活性粉末、水泥优质石英砂、矿物掺合料、高强度纤维等组成，通过最优级配设计，经高温热合等待特定工艺制备而成的高技术符合材料，具有高强度、高韧性、高耐久性、质量稳定、易于制造、外形美观、低孔隙率特点。其减少材料内部缺陷的具体措施包括：(1)只用直径

6、相容性良好的减水剂，以降低水胶比(一般控制在不大于0.2)，提高水泥浆强度，同时减小用水量，大大降低空隙率；(3)优化组分的级配，通过提高组分的细度，成型过程中对混凝土施加压力。使RPC内部达到最大填充密实度，将材料初始缺陷降至最低：(4)掺入短细高强钢纤维．以提高韧性和体积稳定性；(5)通过蒸汽养护手段来加速活性粉末的水化反应和改善微观结构，促进细骨料与活性粉末的反应，改善界面的粘结力。应用前三条措施制备的混凝土具有很高的抗压强度，但是其韧性并不比普通的砂浆高很多。掺加钢纤维后明显提高了抗弯拉强度，同时可以

7、获得所需要的高韧性和延性。1．超高的力学性能RPC材料具有超高的强度和良好的韧性。表1.1列出了RPC200，RPC800和HSC的主要力学性能参数。表1.1RPC与HSC的主要力学性能比较混凝土种类RPC200RPC800HSC抗压强度/MPa170～230500～80060～100抗折强度/MPa30～6045～1406～10断裂能/J·m-220000～1200～2000140弹性模量/GPa50～6065～7530～4033从表1.1中可以看出，RPC的抗压强度是HSC的3倍(RPC200)到12倍(

8、RPC800)；RPC200的抗折强度高达60Mpa，是HSC的6倍，拉压比可达到1/4，远大于HSC的1/10而且断裂能大大提高。表1.2不同材料的断裂能材料种类玻璃陶瓷及岩石普通混凝土金属RPC钢断裂能/J·m-25＜100120＞1000030000表1.2所示的是不同材料的断裂能，从表中数据可以看出，掺加微细的钢纤维能显著地提高RPC的韧性和能量的吸收能力，其断裂能达30000J·m-2，钢