RPC研究项目实施中遵循以下基本原则:通过消除粗糙集合物增强均匀性;通过最佳颗粒混合方案和定型前和定型过程中的加压增强压缩致密性;通过定型前热处理增强微观结构;通过加入小尺寸的钢纤维增强塑性;保持混合与铸造过程与现有应用尽可能紧凑。遵照前三个原则生产出了具有很高抗压强度但不比传统灰浆塑性好的基质。纤维的加入提高了抗拉强度同时使获得所需的塑性成为了可能。

综上所述,相对于普通混凝土均质性极差的致命弱点,RPC混凝土具有以下优点: 

(1)高强、高韧性和高耐久性。活性粉末混凝土根据密实堆积原理选择原料,所选用料粒径分布合理,如此混凝土成型后密度更大,没有粗大孔隙与缺陷,抗压强度更高,即使使用很长时间体积也不会发生变化。为了改善混凝土的高脆性,加入钢纤维等塑性材料增强材料的韧性和延性。论文网

(2)良好的环保性能和经济效益。RPC是一种符合我国可持续发展战略要求的环保性材料[2]。在可以承受相同载荷力的情况下,RPC材料的水泥用量仅仅是普通混凝土和HSC的1/2,并且RPC水泥的生产过程中CO2排放量也只有普通水泥的一半左右;对不可再生自然资源如骨料的用量,RPC材料也只有HSC和普通混凝土的1/3与1/4[3]。材料用量减少的同时也会带来降低施工成本、加快资金周转等间接经济效益。

(3)构件设计呈现多样化特点。在实际工程应用中,活性粉木混凝土预制构件通常用来代替普通或者高性能混凝土的部分关键性结构[4]。其不仅能够减小构件的截面尺寸、减轻自重、降低造价成本,同时还能设计出更加多样化的新型结构形式,以适应土木工程设计越来越高的需求,具有良好的经济和技术效益[3]。

1。2  关于膨胀水泥

具有适当膨胀能力的混凝土我们称之为补偿收缩混凝土。传统混凝土材料的开裂大多是由于收缩引起的,如果利用混凝土养护过程中发生的水化反应所带来的体积膨胀弥补其他因素引起的体积减小,便可以消除收缩导致的开裂等失效形式。补偿收缩混凝土的体积膨胀效应除了阻止开裂以外,因为制得的材料更加致密,所以还有抗渗性能好、抗腐蚀、前期强度高等优点。然而最新研究认为如果混凝土中的收缩是不受限制的话,是不会引起开裂的,只有收到限制的收缩才会造成开裂,与之相反,不受限制的自有膨胀是会导致开裂的,而受到限制的膨胀是不会导致开裂的[5]。

在混凝土的实际使用过程中,自由膨胀和自由收缩几乎都是不存在的,总是会受到钢筋或坚固模板的限制,所以发生的都是限制膨胀或限制收缩。由于传统混凝土变形是以收缩为主,所以限制膨胀带来的相向变形刚好可以抵消有害的限制收缩,最终结果是减少了裂纹数量,得到的混凝土制品各项性能更优良。这就是补偿收缩混凝土的理论依据。所以,补偿收缩的确切定义应该是用混凝土的限制膨胀来补偿混凝土的限制收缩[6]。

混凝土的体积收缩,干缩和冷缩是最主要也是最常见的形式。前者是由于混凝土中水分的散失或湿度下降而造成的,硬化的水泥基材料体积随含水量变化,干燥使体积收缩,潮湿则会膨胀,虽然干缩与湿胀大部分可逆,但反复胀缩会遗留部分不可逆收缩变形。而后者是由于混凝土中热量的散失或温度下降所致[7]。补偿收缩混凝土的使用目的,就是为了补偿混凝土的收缩,并且补偿的仅仅是干缩。

混凝土的其它体积收缩还有:

(1)由于水泥水化产生的体积收缩,也叫做减缩。水泥水化时,固体体积不断增加,但总体积却在减小,形成化学减缩。在塑性状态,水化增加的固相体积填充原来水占据的体积,宏观体积减小;硬化后进一步水化和化学减缩的体积变化可通过微观孔隙的形成补偿。水泥中各矿物减缩程度排序如下:C3>C4AF>C3S>C2S。

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