活性粉末混凝土原材料及制备方法.ppt

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1、活性粉末混凝土原材料及制备方法北京交通大学土木建筑工程学院安明喆SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,BeijingJiaotongUniversity前言随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加工、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明，混凝土技术有了重大突破，尤其是高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）。目前HPC和UHPC已经广泛地应用于世界各地的重特大工程中。一、RPC材料及其发展现状1.什么是UHPC活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete，以下简称RPC）作为UHPC的一种，是90年代中期法国

2、Bouygues公司Richard等人研制出的具有超高强度、高韧性、高耐久性、且体积稳定性良好的水泥基复合材料。“超高性能混凝土”(Ultra—HighPerformanceConcreteUHPC)，所谓“超高”包含两个方面——超高的力学性能和超高的耐久性。UHPC以DSP（densifiedsystemscontaininghomogeneousarrangedultrafineparticle）技术为基础，使“DSP+S（砂）+F（纤维）”体系的抗压强度＞200MPa，“DSP+S（砂）+G（碎石）”的抗压强度＞150MPa。定义：RPC由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等

3、组分，通过最优化级配设计，经高温热合等特定工艺制备而成，是超细粒聚密材料与纤维增强技术相结合的高技术复合材料。一、RPC材料及其发展现状RPC具有高强度、高韧性、高耐久性和高环保性。2.RPC研究及发展现状一、RPC材料及其发展现状国外RPC主要研究及应用2.RPC研究及发展现状一、RPC材料及其发展现状国内RPC主要研究机构及研究内容2.RPC研究及发展现状一、RPC材料及其发展现状本课题组自开展RPC研究以来，先后得到了多项国家自然科学基金的资助。项目编号项目名称51108019活性粉末混凝土在复杂应力状态下的强度与本构关系研究511008014钢管约束下活性粉末混凝土本构模型研究50

4、778021活性粉末混凝土的疲劳损伤机理研究50778017活性粉末混凝土墩柱构件的损伤机理研究50508005活性粉末混凝土的基本力学特性及其机理研究2.RPC研究及发展现状一、RPC材料及其发展现状（建筑工程）车站顶棚高炉屋顶建筑外墙面层板车站声屏障板建筑外墙面层板一、RPC材料及其发展现状2.RPC研究及发展现状2一、RPC材料及其发展现状各类RPC预制构件2.RPC研究及发展现状一、RPC材料及其发展现状2.RPC研究及发展现状韩国RPC人行拱桥日本Sakata-Mirai人行桥加拿大Sherbrooke人行桥我国青藏铁路RPC桥梁北京五环路RPC盖板（桥梁工程）二、RPC制备原理

5、1.基本原理（1）匀质性的改进1）用细骨料代替粗骨料2）提高浆体的力学性能3）降低骨料与浆体的比值4）减少界面与改善过渡区（3）热处理改善微观结构1）按合理制度高温养护2）激发活性组分的活性（4）掺入钢纤维增加韧性与强度高强度钢纤维改善韧性，提高强度（2）密实度的提高1）优选原材料2）最密实配料2）成型工艺二、RPC制备技术2.配合比设计思路设计思路：混凝土的集料尽可能地紧密堆积，集料颗粒之间的空隙由具有一定水胶比的浆体填充，胶凝材料级配合理。进一步再考虑颗粒间的物理化学反应，通过颗粒间的相互粘结形成均匀的内部结构，达到超高强和高密实。三、原材料1.原材料组成（1）水泥：普通硅酸盐水泥或硅

6、酸盐水泥（2）骨料：石英砂，粒径范围0~1250μm，三种粒级（3）钢纤维：细圆形钢纤维，直径0.20mm，长度12~14mm（4）矿物添加剂：多种活性矿物通过活性组合实验与最佳颗粒级配计算配制（5）高性能减水型外加剂：新型高性能减水剂，深紫色透明液体，减水率为31%三、原材料水泥应采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥，水泥熟料中C3A含量不得大于8％。其它性能应符合GB175-2007规定，不得使用其它品种水泥。我国配制活性粉末混凝土所用水泥一般为42.5#的普通硅酸盐水泥。1.1水泥矿物名称C3SC2SC3AC4AFf-CaOf-MgO含量(%)6

7、0.518.17.48.90.91.842.5#水泥的熟矿物组成其中，石膏掺量为2.95-3.0%三、原材料1.2骨料RPC所用骨料为石英砂，其性能指标应满足要求：序号项目单位性能指标1SiO2含量%≥972氯离子含量%≤0.023硫化物及硫酸盐含量%≤0.504云母含量%≤0.505含泥量%≤0.50分粗砂、中砂、细砂三种粒径，不同粒级石英砂的超粒径含量限制如下：不同粒级石英砂1.25～0.63mm0.63～0.315