活性粉末混凝土研究进展

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1、活性粉末混凝土研究进展摘要：活性粉末混凝土由于其具有超高强度、高耐久性、高韧性、良好的体积稳定性和环保性能，已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。其制备工艺复杂、缺少优质掺料、制作成本高等是目前亟待解决的问题。文章就活性粉末混凝土研究进展问题进行简要分析，同时也提出可相应的解决措施。关键词：活性粉末混凝土；基本组成；性能现代的建筑结构不断向高层、地下、海洋和大跨度发展，人们对建筑材料性能不断提出新的要求以满足设计使用需求；但是由于传统混凝土自重较大、抗压不抗剪、强度不高等特性使得单纯的混凝土很难满足现代建筑的需求。而活性粉末混凝土(ReactiveP

2、owderConcrete,RPC)便是在不断满足现代建筑需求的这种背景下产生的。由于其优异的性能使得其在土木、市政、石油、核电、海洋等工程以及军事设施中有着广阔的应用前景。目前RPC已成为国际工程材料领域一个新的研究热点。1活性粉末混凝土的概述活性粉末混凝土(RPC)主要是由水泥、石英砂（粉）、硅粉、钢纤维、高效减水剂等材料配制而成的新型水泥基复合材料，相对于普通混凝土和高强混凝土来说具有强度高、延性好、质量轻、耐久性好等优点。而它是由法国学者PierreRichard等人在20世纪90年代初首先研制成功的以其组分的细度和反应活性得名。其基本配制原理

3、以级配石英砂作为集料，掺入水泥、大量矿物摻合料（硅灰、粉煤灰、矿渣微粉等）、钢纤维、高效减水剂的混凝土，根据其抗压强度可将其分为RPC200和RPC800两个强度等级。级配石英砂作为混凝土的集料，提高了组分的细度，使得RPC的界面得到了明显的改善，同时消除了集料对于胶凝材料在水化过程中其水化产物收缩的约束，减小界面的厚度，使得混凝土更加密实均匀，最大限度地减少材料内部的微裂缝和缺陷。含有大量活性二氧化硅的矿物掺合料的使用，不但改善了混凝土工作性还增加了混凝土在水化过程之后的火山灰反应，消耗大量的Ca（OH）2晶体而产生C-S-H凝胶，提高混凝土强度和耐

4、久性。高效减水剂的使用减少了混凝土中的用水量，降低水灰比，改善混凝土的工作性能。钢纤维的加入则改善了低水灰比引起的混凝土化学收缩、干燥收缩和自收缩，同时提高了混凝土的抗折强度，改善了高强及超高强混凝土普遍存在的高脆性的问题，提高了混凝土的延时性。与此同时，RPC采用加压成型工艺，可有效减少气孔和化学收缩的空隙，在混凝土脱模之后采用热养护制度，通过70〜90°C的热水养护，或者200°C〜400°C的加热养护可以显著加速活性组分的水化反应以及火山灰反应，强化水化物的结合力，提高水化产物的聚合程度，从而改善了内部结构、提高了密实度，使得混凝土强度和耐久性大

5、幅提高。但是由于活性粉末混凝土的制备工艺复杂，目前对于其材料用量、成分比例等方面尚处于研究阶段，本文拟通过对水胶比、砂胶比以及高效减水剂、钢纤维摻量等因素对于活性粉末混凝土强度的影响进行分析，同时也探讨了RPC研究应用存在的问题及解决措施。2活性粉末混凝土的强度影响因素分析2.1砂胶比对RPC的影响分析砂胶比影响混凝土内部的匀质性，由于混凝土为非均匀多孔体，其浆骨比例及两者力学性能的差异是造成混凝土性能差异的重要原因。由于减少了骨料的比例和粒径，平衡了浆骨两相的差异，因而其强度得到提升。通过试验可以看出，砂胶比对于RPC强度有较大的影响，随着砂胶比的增

6、大，RPC的抗压强度和抗折强度均有增大，然而继续增大砂胶比，RPC强度却表现出先增后减的趋势，可见对于RPC，存在一个合适的砂胶比。2.2水胶比对RPC强度的影响分析由于RPC减少了骨料所占的比例和骨料粒径的减小，骨料在混凝土体内成分散相，使得其体内匀质性得到了提高，因而浆体的质量决定了混凝土的性能。由于浆体中含有水泥以及多种细颗粒成分，用水量多少直接决定这些成分的水化反应，因而决定了混凝土硬化后的性能。因此，水胶比对RPC抗压强度及抗折强度的影响，并且抗压强度和抗折强度随水胶比的增大而降低，水胶比降低使得混凝土的强度得到了提高，但并不是随着水胶比的降

7、低强度就会越来越高。因为水胶比的降低会使RPC变得黏稠，进而影响其性能。2.3钢纤维掺量对RPC强度的影响分析钢纤维可有效阻碍混凝土内部微裂纹的发展，使其破坏呈延性，极大程度得避免脆性破坏的发生。而RPC强度随着钢纤维掺量的增大呈先增后减的趋势，原因是钢纤维掺量太大会严重影响新拌混凝土的流动性，进而影响其成型以及性能的发挥。因此综合考量其强度要求和易成型的要求。2.4高效减水剂的合理掺量由于活性粉末混凝土中粉末成分很多，比表面积大，因此高效减水剂对于活性粉末混凝土的作用至关重要，它可使RPC在较低水胶比下获得较高的性能。高效减水剂掺量的增加，RPC的流

8、动度随之增加。但高效减水剂的掺量过大会使浆体变黏稠，影响其性能.。故对于RPC中高效减水剂的掺