活性粉末混凝土的性能研究及制作技術(shù)

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1、活性粉末混凝土的性能研究及制作技術(shù)（1.中鐵隧道股份有限公司，河南，鄭州，450000）（2.河南省南陽市新野縣環(huán)保局，河南，南陽，473000）【摘要】隨著我國土木建筑工程的發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝土由于其強(qiáng)度較低、功能單一、耐久性差等缺點(diǎn)已經(jīng)越來越不能適應(yīng)日新月異的土木革命技術(shù)的需求。因此，不同性能的混凝土的技術(shù)研究壯大了混凝土在不同領(lǐng)域的更好應(yīng)用，而活性粉末混凝土（RPC）的投入越來越多的應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)中。木文筆者將著重就土木工程中活性粉末混凝土的性能分析入手，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從活性粉末混凝土的特點(diǎn)

2、、試驗(yàn)研究及制作技術(shù)等方面進(jìn)行介紹，從而為活性粉末混凝土性能的進(jìn)一步改善及數(shù)據(jù)使用進(jìn)行材料設(shè)計(jì)提供了更加深入的依據(jù)。【關(guān)鍵詞】活性粉末混凝土（RPC）；水灰比；砂膠比；鋼纖維引言活性粉末混凝土（Reactivepowderconcrete,簡稱RPC）是由法國學(xué)者在1993年研發(fā)出的一種超高強(qiáng)度水泥基復(fù)合材料，它是一種以超高強(qiáng)、低脆性著稱的混凝土類型。與傳統(tǒng)混凝土相比，活性粉末混凝土在抗壓、抗彎、耐久、限縮等方面的優(yōu)異性使其在土木、水利、礦山集軍事工程等領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用?；钚苑勰┗炷恋呐浜媳仍O(shè)計(jì)、

3、制備技藝及性能技術(shù)分析都處于試驗(yàn)研究階段，不成熟的制備方式給土木工程的應(yīng)用造成了較大困難。筆者希望通過應(yīng)用較低成木的天然原材料，能夠通過制備技術(shù)及試驗(yàn)方式的成熟來研制出施工經(jīng)濟(jì)性、和易性及力學(xué)性能均能符合建筑工程要求的RPC,從而促進(jìn)其應(yīng)用于工程項(xiàng)目的成果，為同類研究提供相應(yīng)的參考。-、活性粉末混凝土的材料挑選活性粉末混凝土的組成與普通混凝土的差別不大，它由水泥、骨料、硅灰、鋼纖維、拌合水、減水劑及其它礦物外加劑等材料組成，但其對(duì)于材料質(zhì)量的要求相對(duì)高一些。1.1水泥市場上的水泥品牌在各大主要混凝土攪拌站中

4、使用的相對(duì)一致，通常采用低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥，但均應(yīng)當(dāng)采用人中型企業(yè)生產(chǎn)的符合標(biāo)準(zhǔn)的水泥，保證其品質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5,避免水泥質(zhì)量較低而影響活性粉末混凝土的最終性能。1.2骨料骨料應(yīng)采用二氧化硅含量超過97%口含泥量不大于0.5%、粒徑在1.0mm以下的石英砂為最佳。1.3硅灰硅灰為鋼廠和鐵合金石廠在生產(chǎn)硅鋼和硅鐵產(chǎn)生煙塵時(shí)冋收的副產(chǎn)品，其收集在我國的生產(chǎn)中含量較低。因此，在綜合考慮各種因素下，活性粉末混凝土采用的硅灰應(yīng)當(dāng)采取二氧化硅含量大于90%、平均粒徑為0.088μm的

5、灰白色球狀粉末。1.4鋼纖維所采用的鋼纖維應(yīng)滿足：直徑0.18?0.23mm,長度12?14mm,抗拉強(qiáng)度不得低于2850MPao1.5減水劑減水劑在配制活性粉末混凝土吋有很好的減水效果，能夠明顯分散水泥顆粒，應(yīng)當(dāng)保證含固量大于31.5%,減水率不得低于29%,硫酸鈉含量不得大于2%。同吋嚴(yán)禁摻入氯鹽類外加劑，使其能與所選用的水泥性能相匹配，促進(jìn)水泥與減水劑的相容，減少新拌混凝土的坍落度損失，更好地配制活性粉末混凝土。二、活性粉末混凝土的配合比試驗(yàn)分析適當(dāng)?shù)呐浜媳葘?duì)于活性粉末混凝土效果的影響是不可替代的，在

6、進(jìn)行配合比試驗(yàn)吋，應(yīng)當(dāng)保證各配合比流動(dòng)性的穩(wěn)定，分別考慮水膠比、砂膠比（砂子與膠凝材料之比）、硅灰水泥比、鋼纖維摻量及高性能減水劑的摻量等因素對(duì)RPC最終效果的影響。通過控制變量等試驗(yàn)方法，最終我們可以得知：在混凝土拌合物流動(dòng)性保持穩(wěn)定的狀態(tài)下，隨著砂膠比的增加，砂漿的用水量會(huì)逐漸增加，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土水膠比的增加；硅灰水泥比的增加，也會(huì)導(dǎo)致砂漿用水量的增加；而在水膠比較大的情況下，鋼纖維摻量對(duì)RPC混凝土的抗壓強(qiáng)度影響并不明顯，而當(dāng)水膠比在0.16-0.20^,鋼纖維的摻入，能夠較大幅度地提升RPC混凝土的

7、韌性和體積穩(wěn)定性。另外，不同養(yǎng)護(hù)制度下的RPC混凝土的抗壓強(qiáng)度也存在不同影響。最終我們可以發(fā)展現(xiàn)，在高溫蒸養(yǎng)下的RPC混凝土在砂膠比及硅灰水泥均比較低、適當(dāng)摻入鋼纖的情況下，能夠達(dá)到最佳的抗壓強(qiáng)度，活性粉末混凝土的綜合性能較高。三、活性粉末混凝土的性能研究分析3.1材料組成對(duì)RPC混凝土抗壓性能研究的影響通過以每立方米水泥的用量、硅粉與水泥的比值以及砂膠比三大因素的正交試驗(yàn)分析可以得到，超細(xì)硅粉能夠更好地代替活性粉末混凝土中采用的礦粉材料，在降低其生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上填充和細(xì)化RPC的微觀結(jié)構(gòu)，解決RPC混凝土

8、相對(duì)于傳統(tǒng)普通混凝土不易造型、質(zhì)量不輕便的問題，使得建筑工程的施工更加美觀耐用。而在這三個(gè)影響因素中，每立方米水泥的用量對(duì)RPC混凝土的強(qiáng)度影響是最大的，只有合理采取不同材料配比的組成，才能將RPC混凝土的性能效應(yīng)發(fā)揮到最佳。3.2蒸養(yǎng)的恒溫時(shí)間對(duì)RPC混凝土力學(xué)性能研究的影響蒸汽養(yǎng)護(hù)加速活性粉末的水化反應(yīng)并改善微觀結(jié)構(gòu)，促進(jìn)骨料與活性粉末的反應(yīng)，改善界面的粘結(jié)力。而溫度的穩(wěn)定對(duì)于RPC混凝土性能的影響十分重要，