活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称为RPC),作为一种新型的混凝土材料,与常规混凝土相比较,具有超高强度、高韧性、高耐久性及高温度适应性等特点[1-4]。这种材料自1993年研制出来直到目前为止,得到了迅速的发展,并在一些实际工程中得到应用。当前,RPC材料己成为国际工程材料领域一个新研究热点。1998年8月在加拿大召开的高性能混凝土与活性粉末混凝土国际研讨会[5]上,就RPC材料的原理、性能和应用进行了广泛的讨论,专家一致认为:作为一种新型混凝土,RPC材料具有十分广阔的应用前景。23911
目前,RPC材料的制备技术工艺己经比较成熟,已经有一些RPC材料的实际结构也证明了该种材料的优越性[6-10]。而掺钢纤文的RPC,因为其有优越的物理力学性能,可以将该材料用于大跨度结构、离层建筑的底层梁、柱以及梁、柱节点,或用于宇航发射台、防辐射核容器等建筑物和构筑物的特殊部位,不但结构的受力性能可以得到改善,而且由于材料的强度很高,构件的截面尺寸可以减少,结构的自重得以减轻。对于承受弯矩或拉力的构件,RPC较低的抗拉强度可以通预应力技术的使用来补偿,在这类结构中,主拉应力可由预应力来抵抗,而次拉应力和压力则直接由RPC混凝土来承担,这种情况下的构件重量要比有相同承载力的普通混凝土构件重量轻三倍,因此从这方面来说,RPC有利于建筑成本的降低 [11-12]。论文网
RPC是一种问世仅二十多年的新型建筑材料,目前,主要有RPC200和RPC800这两个系列,国外的研究成果已经比较成熟,尤其是法国、加拿大和美国。国内从1999年开始研究RPC,经过十数年的发展,已开发出性能优良,技术成熟的RPC200系列,并且投入生产;而RPC800的研究相对则发展缓慢 [13]。
国内具体研究情况及相关数据如下所示:
2002年,清华大学覃文祖采用水泥、硅灰和粉煤灰这种三元胶凝材料体系对RPC开展了试验研究,制备出的RPC抗压强度达到230MPa,抗折强度达50MPa[14]。
2002年9月,湖南大学何峰等人在200℃的高温养护条件下分别获得了抗压强度达229MPa的无纤文RPC和抗压强度达298MPa的掺纤文RPC。同时,实验对比研究了标准养护、热水养护(90°C)和高温养护(200°C)这三种养护制度以及热养护后的静置室内(20°C)和浸入水中(20℃)两种处理对RPC混凝土和不掺或单掺硅灰或石英粉掺台料的混凝土强度的影响[15]。
龙广成在2004年发表文章认为,抗压强度达200MPa的活性粉末混凝土,宜采用52.5号普通硅酸盐水泥,硅粉和磨细粉煤灰复合使用可进一步提高其强度,高效减水剂DSF-2的最佳掺量约为水泥重量的2%~3%,采用100℃蒸汽对RPC200进行养护,适宜的蒸养时间为72h[16~17]。
北京交通大学陈毅卓,阎贵平等人的文章指出,粉煤灰更有利于提高RPC的抗压强度,而偏高岭土则有利于改善和易性,选用石英砂代替标准砂是经济合理的,小尺寸和大尺寸试件对抗压强度影响显著。
东南大学通过对国内外RPC材料的组成进行改进,采用天然细集料代替磨细石英砂,并用总掺量达60%的外掺料、同时加入3%的钢纤文,0.14的低水灰比,200°C、1.7MPa养护条件下配制了超高性能混凝土,其抗折强度达54MPa,抗压强度达213MPa [18]。
2009年,西南科技大学时术兆对比了各组分掺量、纤文的种类和掺量、超细粉煤灰的掺量以及原状粉煤灰取代石英粉在不同水灰比条件下对RPC强度和流动度的影响,同时考察了高温养护对强度的影响[19]。
2010年,刘娟红、王栋民研究了不同的养护制度下对大掺量的矿物细粉活性粉末混凝土性能的影响,扫描电镜试验表明:大掺量矿物细粉活性粉末混凝土经过蒸养及干热养护后,C-S-H的形貌发生了变化,凝胶体的结构蒸养时密实,且分布均匀。
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