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1、活性粉末混凝土及其研究現(xiàn)狀Reactivepowderconcreteanditsdevelopment李慶瑞(西京學(xué)院，陜西西安710123)摘要：活性粉末混凝土即ReactivePowderconcrete簡稱RPc。是由法國的Bouygues試驗室在1993年根據(jù)“高致密水泥基均勻體系”研制出的一種超高抗壓強度、高耐久性及高韌性的新型水泥基復(fù)合材料。關(guān)鍵詞：高強；高性能；混凝土；研究Abstract：Reactivepowderconcrete，isbytheFrenchbouygueslabin1993，accordingto“highdensitycementbaseunjf
2、onllsyscem”，developedabndofhighcompressivescrength，11i曲durabilicyandhjghtou曲nessofnewcementbasecompositematerials．Keywords：hjghstren磬h；}lighstren乎h；hjghperfo肌ance；concrete中圖分類號：Tu528文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1003—8965(2014)05—0052一02活性粉末混凝土的出現(xiàn)上個世紀(jì)70年代高效減水劑的發(fā)展與一些優(yōu)質(zhì)活性礦物細(xì)粉超細(xì)粉的摻入，使混凝土在較低水灰比的條件下能夠成型密實而獲得較高強度(大于60M
3、Pa)的水泥基復(fù)合材料，即高強混凝土(HighStrengthConcrete，HSC)。但高強混凝土在早期的彈性模量隨強度升高而增大，同時變形受約束產(chǎn)生的徐變減小，因此導(dǎo)致它比中低強度的混凝土更易開裂。硅粉摻量越多，水膠比越低的高強混凝土，早期強度發(fā)展越迅速，開裂和強度倒縮(特別是對微裂縫敏感的劈裂抗拉強度)現(xiàn)象也就越顯著?。而且，隨著混凝土強度的不斷提高，混凝土的固有弱點即抗拉強度低(僅為抗壓強度的1門0)、韌性差等愈益突出。為此，在水泥基材料中摻加抗拉強度高、極限延伸率大、抗堿性好的各種纖維(金屬纖維、無機纖維或有機纖維)作為增強材料而形成水泥基復(fù)合材料，即纖維混凝土(Fiber
4、ReinforcedConcrete，F(xiàn)RC)，其中纖維材料可以約束水泥基料中裂縫的擴展，使混凝土具有較高的抗拉和抗彎強度、良好的韌性及延性【2】。在含有粗骨料顆粒較大的情況下，鋼纖維的連接作用受到限制，而且長纖維對拌合物的工作度影響會十分顯著。為了獲得有優(yōu)異性能的混凝土，1993年法國的BOUYGUES公司率先利用DSP(高致密水泥均勻體系)模型研究成了活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete，RPC)。后來由F·deLARRARD提出的SSM(最大密實度理論的固體懸浮模型)，對RPC進行了配合比的設(shè)計吲。。，．’々§辱筻。J’r?‘’盞；甾’；+一，一＆≈JtI
5、·1i!麓饕ns：}¨《圖1RPc的設(shè)計思路2活性粉末混凝土的設(shè)計思路如圖1所示活性粉末混凝土的設(shè)計思路。1)高致密結(jié)構(gòu)體系普通混凝土是一種非勻質(zhì)材料，混凝土中的粗集料與水泥基體的界面處是應(yīng)力破壞策應(yīng)源，也是混凝土要提高強度的主要因素。集料與水泥基體的界面的微裂縫尺寸與混凝土中集料的粒徑有關(guān)，因此在配制高強度和高性能混凝土?xí)r要控制集料的最大粒徑，使最大粒徑趨小化。在RPC活性粉末混凝土中，采用石英細(xì)砂的最大粒徑400um一600um作為集料，剔除了粗骨料，并在混凝土中摻加活性摻合料，來提高水泥基體的整體性和均勻性。首先，普通混凝土中粗骨科與水泥漿體之間的過渡區(qū)范圍是比較大的，在其周圍富
6、集了粗大的孔隙，是整體結(jié)構(gòu)中最薄弱的部位。從微觀的角度來看，板狀和層狀的Ca(0H)，定向結(jié)晶與粗大結(jié)晶鈣礬石和少量的C—S—H，在粗骨料表面構(gòu)成了一個結(jié)構(gòu)體如圖2所示，這個粗糙結(jié)構(gòu)體的強度、抗?jié)B性和耐久性均不好。因此在活性粉末混凝土中，剔除了粗骨料，再利用微粉效應(yīng)，摻加活性摻合料，使微小的顆粒和其水化物填充并沉積在膠體的空隙和裂縫之中，這樣既改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，又使混凝土的孔隙率大大降低，使混凝土基體的缺陷降到最低。其次，混凝土中存在骨料對水泥石變形的約束作用。眾所周知，水泥石的收縮要比用質(zhì)量好、收縮變形小的骨料制備的、只含約30％體積水泥石的混凝土收縮大10倍左右，比含50％
7、水泥石的砂漿也要大約4倍悼1。2)纖維增強機理活性粉末混凝土屬于高性能鋼纖維混凝土。在活性粉末混凝土中，鋼纖維對基體的作用同普通纖維混凝土中的纖維作用相同，概括起來主要有三種：阻裂、增強和增韌瞄1。阻裂作用是纖維對新拌混凝土早期性收縮裂縫和硬化后的收縮裂縫產(chǎn)生和擴展的阻礙作用。纖維對基體的增52西京學(xué)院科研基金項目：特細(xì)砂配制活性粉末混凝土的研究xJl30233強作用，主要為對抗拉強度的提高，相應(yīng)地，以主拉應(yīng)力為控制破壞的，如彎拉強度、抗剪強度
