活性粉末混凝土的研究现状与展望.pdf

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1、2010年第31卷第1期活性粉末混凝土的研究现状与展望朱迪，袁瑞军，姚立慧(内蒙古自治区赤峰市公路管理处，赤峰024000)摘要：介绍了活性粉末混凝土的组成、结构和强度形成原理，叙述了国内外针对这种新型高强混凝土的研究热点和研究进展。同时，该文对活性粉末混凝土在设计、制备和应用过程中所面临的问题也进行了分析。关键词：活性粉末混凝土；组成；原理；展望ResearchStatusandProspectsofReactivePowderConcreteZHUDi。RUANRui-jun，YAOLi—hui(ChifengHighwa

2、yAdministrationofInnerMongolia，Chifeng024000，China)Abstract：Thecomposition．structureandprinciplesofstrengthdevelopmentofreactivepowderconcrete(RPC)werein—vestigatedinthisstudy，whichalsocontainthehotspotandprogressoftheresearchaboutRPCinchinaandabroad．Atthesametime，t

3、heproblemsofRPCindesign，preparationandapplicationwerealsoanalyzedinthispaper．Keywords：reactivepowderconcrete；composition；principle；prospect长久以来，钢筋混凝土被认为是一种复合材料的典范。然而，混凝土结构中的各种病害使其使用寿命远远不如人们的预期。针对这一问题，1993年法国Bouygues公司研制出一种超高抗压强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料。1994年由法国的Richard等人

4、【1]发表的论文中，第一次公开提出活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete，简称RPC)这一术语。现今RPC已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。作为一类新型混凝土，RPC不仅可获得200MPa或800MPa的超高抗压强度，而且具有30～60MPa的抗折强度，有效地克服了普通高性能混凝土的高脆性旧J。1活性粉末混凝土的组成和基本原理RPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性的超高性能混凝土，它主要由水泥、石英砂、石英粉、硅灰、钢纤维和高效减水剂组成，采用适当的成型和养护工艺制成的。考虑到当材料含有的

5、微裂缝和孔隙等缺陷最少，就可以获得由其组成材料20所决定的最大承载能力并具有很高的耐久性，RPC所采用的原材料平均颗粒尺寸在0．1弘m到1mm之问，目的是尽量减小混凝土中的孔隙率，从而使拌合物更加密实。RPC的制备过程主要包括一下几点：1)去除粒径大于1mm的粗骨料，以改善内部结构iJ均匀性；2)优选与活性组分相容性良好的减水剂，以降低水胶比；3)优化整体活性组分的级配，对于抗压强度200MPa级的RPC，可选用优质活性超细掺料部分代替硅灰；4)掺人细短钢纤维，以提高韧性和体积稳定性；5)成型过程中施加压力，以提高内部结构的密

6、实度；6)通过热养护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。由于RPC在配制过程中去除粗骨料、优化颗粒级配及凝固阶段的加压措施等提高了其密实度，而且采用了好的养护制度，充分改善了其内部微观结构，所以RPC具有很高的抗压强度。RPC按其抗压强度可以分为200MPa级、500MPa级和800MPa级。目前200MPa级RPC已在工程2010年第31卷第1期中应用，500MPa级尚处在试验室研究阶段，800MPa级则处在试验室试配阶段。RPC200虽然强度远低于RPC800，但韧性却比R

7、PC800好得多，故有更大的应用潜力[3·41。2国内外目前的研究现状我国在超高性能混凝土的研究与应用方面起步较晚，但进步还是很快的。近年来我国一些科研人员也成功配制出RPC200活性粉末混凝土。其中东南大学的孙伟等人【5]系统的研究了C200绿色活性粉末混凝土的制备过程以及其静、动态行为。研究结果表明添加10％的硅灰、25％的粉煤灰以及25％的矿渣取代50％～60％水泥，用天然的河沙完全取代超细石英粉同样可以制得抗压强度达到200MPa以上的活性粉末混凝土。时术兆等人【6J根据经典的AndreaSen颗粒连续分布的紧密堆积理

8、论，计算出了各种粒径的原料的用量配比，在此配合比的基础上，通过改变各组分的用量，从而得到一个最佳的配比，进一步提高RPC的强度。刘娟红等人17J贝4系统的研究了养护对矿物细粉活性粉末混凝土性能的影响，在研究中他们采用了一种相对特殊的养护制度，即将活性粉末混凝土试样静置24～4