活性粉末混凝土研究進(jìn)展

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1、活性粉末混凝土研究進(jìn)展摘要：活性粉末混凝土由于其具有超高強(qiáng)度、高耐久性、高韌性、良好的體積穩(wěn)定性和環(huán)保性能，已成為國際工程材料領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。其制備工藝復(fù)雜、缺少優(yōu)質(zhì)摻料、制作成本高等是目前亟待解決的問題。文章就活性粉末混凝土研究進(jìn)展問題進(jìn)行簡要分析，同時(shí)也提出可相應(yīng)的解決措施。關(guān)鍵詞：活性粉末混凝土；基本組成；性能現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)不斷向高層、地下、海洋和大跨度發(fā)展，人們對建筑材料性能不斷提出新的要求以滿足設(shè)計(jì)使用需求；但是由于傳統(tǒng)混凝土自重較大、抗壓不抗剪、強(qiáng)度不高等特性使得單純的混凝土很難滿足現(xiàn)代建筑的需求。而活性粉末混凝土(ReactiveP

2、owderConcrete,RPC)便是在不斷滿足現(xiàn)代建筑需求的這種背景下產(chǎn)生的。由于其優(yōu)異的性能使得其在土木、市政、石油、核電、海洋等工程以及軍事設(shè)施中有著廣闊的應(yīng)用前景。目前RPC已成為國際工程材料領(lǐng)域一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。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、鋼纖維、高效減水劑等材料配制而成的新型水泥基復(fù)合材料，相對于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土來說具有強(qiáng)度高、延性好、質(zhì)量輕、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。而它是由法國學(xué)者PierreRichard等人在20世紀(jì)90年代初首先研制成功的以其組分的細(xì)度和反應(yīng)活性得名。其基本配制原理

3、以級(jí)配石英砂作為集料，摻入水泥、大量礦物摻合料（硅灰、粉煤灰、礦渣微粉等）、鋼纖維、高效減水劑的混凝土，根據(jù)其抗壓強(qiáng)度可將其分為RPC200和RPC800兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。級(jí)配石英砂作為混凝土的集料，提高了組分的細(xì)度，使得RPC的界面得到了明顯的改善，同時(shí)消除了集料對于膠凝材料在水化過程中其水化產(chǎn)物收縮的約束，減小界面的厚度，使得混凝土更加密實(shí)均勻，最大限度地減少材料內(nèi)部的微裂縫和缺陷。含有大量活性二氧化硅的礦物摻合料的使用，不但改善了混凝土工作性還增加了混凝土在水化過程之后的火山灰反應(yīng)，消耗大量的Ca（OH）2晶體而產(chǎn)生C-S-H凝膠，提高混凝土強(qiáng)度和耐

4、久性。高效減水劑的使用減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。鋼纖維的加入則改善了低水灰比引起的混凝土化學(xué)收縮、干燥收縮和自收縮，同時(shí)提高了混凝土的抗折強(qiáng)度，改善了高強(qiáng)及超高強(qiáng)混凝土普遍存在的高脆性的問題，提高了混凝土的延時(shí)性。與此同時(shí)，RPC采用加壓成型工藝，可有效減少氣孔和化學(xué)收縮的空隙，在混凝土脫模之后采用熱養(yǎng)護(hù)制度，通過70?90°C的熱水養(yǎng)護(hù)，或者200°C?400°C的加熱養(yǎng)護(hù)可以顯著加速活性組分的水化反應(yīng)以及火山灰反應(yīng)，強(qiáng)化水化物的結(jié)合力，提高水化產(chǎn)物的聚合程度，從而改善了內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高了密實(shí)度，使得混凝土強(qiáng)度和耐久性大

5、幅提高。但是由于活性粉末混凝土的制備工藝復(fù)雜，目前對于其材料用量、成分比例等方面尚處于研究階段，本文擬通過對水膠比、砂膠比以及高效減水劑、鋼纖維摻量等因素對于活性粉末混凝土強(qiáng)度的影響進(jìn)行分析，同時(shí)也探討了RPC研究應(yīng)用存在的問題及解決措施。2活性粉末混凝土的強(qiáng)度影響因素分析2.1砂膠比對RPC的影響分析砂膠比影響混凝土內(nèi)部的勻質(zhì)性，由于混凝土為非均勻多孔體，其漿骨比例及兩者力學(xué)性能的差異是造成混凝土性能差異的重要原因。由于減少了骨料的比例和粒徑，平衡了漿骨兩相的差異，因而其強(qiáng)度得到提升。通過試驗(yàn)可以看出，砂膠比對于RPC強(qiáng)度有較大的影響，隨著砂膠比的增

6、大，RPC的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均有增大，然而繼續(xù)增大砂膠比，RPC強(qiáng)度卻表現(xiàn)出先增后減的趨勢，可見對于RPC，存在一個(gè)合適的砂膠比。2.2水膠比對RPC強(qiáng)度的影響分析由于RPC減少了骨料所占的比例和骨料粒徑的減小，骨料在混凝土體內(nèi)成分散相，使得其體內(nèi)勻質(zhì)性得到了提高，因而漿體的質(zhì)量決定了混凝土的性能。由于漿體中含有水泥以及多種細(xì)顆粒成分，用水量多少直接決定這些成分的水化反應(yīng)，因而決定了混凝土硬化后的性能。因此，水膠比對RPC抗壓強(qiáng)度及抗折強(qiáng)度的影響，并且抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度隨水膠比的增大而降低，水膠比降低使得混凝土的強(qiáng)度得到了提高，但并不是隨著水膠比的降

7、低強(qiáng)度就會(huì)越來越高。因?yàn)樗z比的降低會(huì)使RPC變得黏稠，進(jìn)而影響其性能。2.3鋼纖維摻量對RPC強(qiáng)度的影響分析鋼纖維可有效阻礙混凝土內(nèi)部微裂紋的發(fā)展，使其破壞呈延性，極大程度得避免脆性破壞的發(fā)生。而RPC強(qiáng)度隨著鋼纖維摻量的增大呈先增后減的趨勢，原因是鋼纖維摻量太大會(huì)嚴(yán)重影響新拌混凝土的流動(dòng)性，進(jìn)而影響其成型以及性能的發(fā)揮。因此綜合考量其強(qiáng)度要求和易成型的要求。2.4高效減水劑的合理摻量由于活性粉末混凝土中粉末成分很多，比表面積大，因此高效減水劑對于活性粉末混凝土的作用至關(guān)重要，它可使RPC在較低水膠比下獲得較高的性能。高效減水劑摻量的增加，RPC的流

8、動(dòng)度隨之增加。但高效減水劑的摻量過大會(huì)使?jié){體變黏稠，影響其性能.。故對于RPC中高效減水劑的摻