5 活性粉末混凝土

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1、活性粉末混凝土（RPC）ReactivePowderConcrete?活性粉末混凝土概述?活性粉末混凝土材料選擇?活性粉末混凝土的配置?活性粉末混凝土的力學(xué)性能?RPC應(yīng)用和發(fā)展前景第一章活性粉末混凝土概述1.1活性粉末混凝土的概念活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete，簡稱RPC）是繼無宏觀缺陷水泥（簡稱MDF)、超細(xì)粒聚密水泥（簡稱DSP）、化學(xué)結(jié)合陶瓷（簡稱CBC）、以及高性能混凝土（簡稱HPC）之后，于20世紀(jì)90年代初由法國開發(fā)出的一種超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定性良好的新型水泥基復(fù)合材料，由于其組分中粉末含量

2、及活性的增加而被稱為活性粉末混凝土。組成：活性粉末混凝土其原料為細(xì)石英砂、水泥、磨細(xì)石英粉、硅灰、細(xì)鋼纖維、高效減水劑等，取消粗集料，各級粒子尺寸范圍小，而相鄰級的平均粒徑卻相差較大。這種新型的材料根據(jù)最大密實(shí)度理論，使各種顆粒達(dá)到最大密實(shí)化，選取的是傳統(tǒng)的原材料和傳統(tǒng)的混凝土成型工藝。1.2活性粉末混凝土的特點(diǎn)國內(nèi)外研究表明，活性粉末混凝土具有優(yōu)越的力學(xué)性能和耐久性能。(l)強(qiáng)度高：活性粉末混凝土具有極高的抗壓強(qiáng)度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通混凝土及一般高性能混凝土。(2)重量輕：在具有相同抗彎能力的前提下，活性粉末混凝土結(jié)構(gòu)的重量僅為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/3～1

3、/2，幾乎與鋼結(jié)構(gòu)相近，這對減輕結(jié)構(gòu)自重，增加跨越能力，發(fā)展預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)具有極其重要的意義。(3)塑性好：高性能混凝土與普通混凝士的極限應(yīng)變值基本相等，而活性粉末混凝土的極限應(yīng)變值則為高性能混凝土的2～3倍，從某種意義上講，這比其具有極高的抗壓強(qiáng)度更為重要。目前，國內(nèi)一些高性能混凝土也已達(dá)到很高的抗壓強(qiáng)度，但其脆性比較明顯，因而成為限制其實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)主要因素，而活性粉末混凝土配制技術(shù)對我們研制高強(qiáng)又有良好塑性的混凝土可以提供有益的幫助。(4)密實(shí)度高：有約束的活性粉末混凝土凝結(jié)前的加壓技術(shù)具有排除混凝土內(nèi)部空氣、降低水灰比、提高密實(shí)度從而提高混

4、凝土強(qiáng)度的作用，是一項(xiàng)值得推廣的技術(shù)。(5)耐久性好：對凍融循環(huán)、鹽蝕及碳化有很強(qiáng)的抵抗能力，使用其可增加構(gòu)件的耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。(6)耐磨性好，可用于改造路面。(7)抗彎強(qiáng)度高(25～35MPa)，可減少構(gòu)件內(nèi)的鋼筋用量。第二章活性粉末混凝土材料選擇活性粉末混凝土其原料為石英砂、水泥、磨細(xì)石英粉、硅灰、細(xì)鋼纖維、高效減水劑等，取消粗集料，各級粒子尺寸范圍小，而相鄰級的平均粒徑卻一般相差較大。2.1石英砂石英砂要具有很高的硬度和優(yōu)良的界面性能，在活性粉末混凝土中充當(dāng)主要集料的功能。其粒徑范圍宜控制在150μm～600μm之間,平均粒徑為25

5、0μm。其礦物成分中SiO的含量不低于99%。22.2水泥首先，水泥要與減水劑相容。從化學(xué)成分上看，CA含量低3的水泥效果較好，但粉磨得太細(xì)的水泥由于需水量大，效果并不是很好。從流變特性和力學(xué)性能看，高模量水泥效果最好，但這種水泥具有緩凝特點(diǎn)，不適宜于工程應(yīng)用，因此通常CS含3量的水泥即可。2.3硅灰硅灰是冶煉鐵合金回收的副產(chǎn)品，它是灰白色球狀粉末，表觀密度為150～250kg/m3，比表面積20m2/g，平均粒徑為0.1～0.2μm，無定形SiO2含量約為80～90%。在RPC中硅灰主要有三個(gè)作用：(1)填充不同粒徑顆粒間的孔隙；(2)硅灰顆粒具有

6、良好的球狀外形，起到很好的潤滑作用，從而提高流變特性；(3)硅灰具有高活性，起到第二次水化作用。選擇硅灰時(shí)應(yīng)考慮顆粒聚積程度、硅灰的純度和顆粒粒徑。2.4磨細(xì)石英粉對于活性粉末混凝土熱處理過程來說，磨細(xì)石英粉是不可缺少的組成成分。據(jù)研究，在熱養(yǎng)護(hù)過程中，磨細(xì)石英粉活性發(fā)揮最大的粒徑范圍為5μm~25μm。在活性粉末混凝土中采用的磨細(xì)石英粉平均粒徑為10μm，與水泥的粒徑接近。2.5鋼纖維——微細(xì)鋼纖維在活性粉末混凝土中，鋼纖維對基體的作用與普通纖維混凝土中的鋼纖維作用相同，概括起來主要有三種:阻裂、增強(qiáng)和增韌。在活性粉末混凝土中本身不存在粗骨料，內(nèi)部

7、缺陷很少，如果所用鋼纖維過粗過長，不僅攪拌成型困難，還要增加活性粉末混凝土中的界面缺陷。所以，在活性粉末混凝土中鋼纖維摻量不宜太大。2.6高效減水劑在活性粉末混凝土中，由于其水膠比較之普通混凝土和一般高性能混凝土都要低，如果不摻入優(yōu)質(zhì)的高效減水劑，漿體的流動性將會很差，甚至造成難以振搗成型。因此，高效減水劑也是活性粉末混凝土中的重要組分。對于活性粉末混凝土而言，其顯著的特點(diǎn)就是具備優(yōu)異的力學(xué)性能。在流動性不下降的情況下，水膠比越低，活性粉末混凝土的力學(xué)性能就越好。所以，從某種意義上來說，高效減水劑性能的好壞，直接決定了活性粉末混凝土的性能。活性粉末混

8、凝土的典型配合比如表1所示：表1典型的活性粉末混凝土的配合比第三章活性粉末混凝土的配置3.1基本原則活性粉末