5 活性粉末混凝土

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1、活性粉末混凝土（RPC）ReactivePowderConcrete活性粉末混凝土概述活性粉末混凝土材料选择活性粉末混凝土的配置活性粉末混凝土的力学性能RPC应用和发展前景第一章活性粉末混凝土概述1.1活性粉末混凝土的概念活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，简称RPC）是继无宏观缺陷水泥（简称MDF)、超细粒聚密水泥（简称DSP）、化学结合陶瓷（简称CBC）、以及高性能混凝土（简称HPC）之后，于20世纪90年代初由法国开发出的一种超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的新型水泥基复合材料，由于其组分中粉末含量

2、及活性的增加而被称为活性粉末混凝土。组成：活性粉末混凝土其原料为细石英砂、水泥、磨细石英粉、硅灰、细钢纤维、高效减水剂等，取消粗集料，各级粒子尺寸范围小，而相邻级的平均粒径却相差较大。这种新型的材料根据最大密实度理论，使各种颗粒达到最大密实化，选取的是传统的原材料和传统的混凝土成型工艺。1.2活性粉末混凝土的特点国内外研究表明，活性粉末混凝土具有优越的力学性能和耐久性能。(l)强度高：活性粉末混凝土具有极高的抗压强度，远远超过普通混凝土及一般高性能混凝土。(2)重量轻：在具有相同抗弯能力的前提下，活性粉末混凝土结构的重量仅为钢筋混凝土结构的1/3～1

3、/2，几乎与钢结构相近，这对减轻结构自重，增加跨越能力，发展预应力混凝土技术具有极其重要的意义。(3)塑性好：高性能混凝土与普通混凝士的极限应变值基本相等，而活性粉末混凝土的极限应变值则为高性能混凝土的2～3倍，从某种意义上讲，这比其具有极高的抗压强度更为重要。目前，国内一些高性能混凝土也已达到很高的抗压强度，但其脆性比较明显，因而成为限制其实际应用的一个主要因素，而活性粉末混凝土配制技术对我们研制高强又有良好塑性的混凝土可以提供有益的帮助。(4)密实度高：有约束的活性粉末混凝土凝结前的加压技术具有排除混凝土内部空气、降低水灰比、提高密实度从而提高混

4、凝土强度的作用，是一项值得推广的技术。(5)耐久性好：对冻融循环、盐蚀及碳化有很强的抵抗能力，使用其可增加构件的耐久性，延长结构的使用寿命。(6)耐磨性好，可用于改造路面。(7)抗弯强度高(25～35MPa)，可减少构件内的钢筋用量。第二章活性粉末混凝土材料选择活性粉末混凝土其原料为石英砂、水泥、磨细石英粉、硅灰、细钢纤维、高效减水剂等，取消粗集料，各级粒子尺寸范围小，而相邻级的平均粒径却一般相差较大。2.1石英砂石英砂要具有很高的硬度和优良的界面性能，在活性粉末混凝土中充当主要集料的功能。其粒径范围宜控制在150μm～600μm之间,平均粒径为25

5、0μm。其矿物成分中SiO的含量不低于99%。22.2水泥首先，水泥要与减水剂相容。从化学成分上看，CA含量低3的水泥效果较好，但粉磨得太细的水泥由于需水量大，效果并不是很好。从流变特性和力学性能看，高模量水泥效果最好，但这种水泥具有缓凝特点，不适宜于工程应用，因此通常CS含3量的水泥即可。2.3硅灰硅灰是冶炼铁合金回收的副产品，它是灰白色球状粉末，表观密度为150～250kg/m3，比表面积20m2/g，平均粒径为0.1～0.2μm，无定形SiO2含量约为80～90%。在RPC中硅灰主要有三个作用：(1)填充不同粒径颗粒间的孔隙；(2)硅灰颗粒具有

6、良好的球状外形，起到很好的润滑作用，从而提高流变特性；(3)硅灰具有高活性，起到第二次水化作用。选择硅灰时应考虑颗粒聚积程度、硅灰的纯度和颗粒粒径。2.4磨细石英粉对于活性粉末混凝土热处理过程来说，磨细石英粉是不可缺少的组成成分。据研究，在热养护过程中，磨细石英粉活性发挥最大的粒径范围为5μm~25μm。在活性粉末混凝土中采用的磨细石英粉平均粒径为10μm，与水泥的粒径接近。2.5钢纤维——微细钢纤维在活性粉末混凝土中，钢纤维对基体的作用与普通纤维混凝土中的钢纤维作用相同，概括起来主要有三种:阻裂、增强和增韧。在活性粉末混凝土中本身不存在粗骨料，内部

7、缺陷很少，如果所用钢纤维过粗过长，不仅搅拌成型困难，还要增加活性粉末混凝土中的界面缺陷。所以，在活性粉末混凝土中钢纤维掺量不宜太大。2.6高效减水剂在活性粉末混凝土中，由于其水胶比较之普通混凝土和一般高性能混凝土都要低，如果不掺入优质的高效减水剂，浆体的流动性将会很差，甚至造成难以振捣成型。因此，高效减水剂也是活性粉末混凝土中的重要组分。对于活性粉末混凝土而言，其显著的特点就是具备优异的力学性能。在流动性不下降的情况下，水胶比越低，活性粉末混凝土的力学性能就越好。所以，从某种意义上来说，高效减水剂性能的好坏，直接决定了活性粉末混凝土的性能。活性粉末混

8、凝土的典型配合比如表1所示：表1典型的活性粉末混凝土的配合比第三章活性粉末混凝土的配置3.1基本原则活性粉末