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水与涅士
活性粉末混凝土及其研究现状
Reactive powder concrete and its development
李庆瑞(西京学院,陕西西安710123)
摘要:活性粉末混凝土即 Reactive Powder Concrete简称RPC。是由法国的 Bouygues试验室在1993年根据“高致密
水泥基均匀体系”研制出的一种超高抗压强度、高耐久性及高初性的新型水泥基复合材料。
关键词:高强;高性能;混凝土;研究
Abstract: Reactive powder concrete, is by the French bouygues lab in 1993, according to "high density cement base uniform
system, developed a kind of high compressive strength, high durability and high toughness of new cement base composite materials
Key words: high strength; high strength; high performance; concrete
中图分类号:TU528文献标识码:B文章编号:1003-8965(2014)05-0052-02
1活性粉末混凝土的出现
2活性粉末混凝士的设计思路
上个世纪70年代高效减水剂的发展与一些优质活性
矿物细粉超细粉的掺入,使混凝士在较低水灰比的条件下
如图1所示活性粉末混凝土的设计思路。
能够成型密实而获得较高强度(大于60MPa)的水泥基复
1)高致密结构体系
合材料,即高强混凝土( High Strength Concrete,HSC)
普通混凝土是一种非匀质材料,混凝土中的粗集料
但高强混凝土在早期的弹性模量随强度升高而増大,同时与水泥基体的界面处是应力破坏策应源,也是混凝土要
变形受约東产生的徐变减小,因此导致它比中低强度的提高强度的主要因素。集料与水泥基体的界面的微裂缝
混凝土更易开裂。硅粉掺量越多,水胶比越低的高强混
尺寸与混凝土中集料的粒径有关,因此在配制高强度和
凝士,早期强度发展越迅速,开裂和强度倒缩(特别是对高性能混凝土时要控制集料的最大粒径,使最大粒径趋小
微裂缝敏感的劈裂抗拉强度)现象也就越显著"。而且,
化。在RPC活性粉末混凝土中,采用石英细砂的最大粒
随着混凝土强度的不断提高,混凝土的固有弱点即抗拉
径400um-600pm作为集料,剔除了粗骨料,并在混
强度低(仅为抗压强度的1/10)、韧性差等愈益突出。为
凝土中掺加活性掺合料,来提高水泥基体的整体性和均匀
此,在水泥基材料中掺加抗拉强度高、极限延伸率大、抗
性。首先,普通混凝士中粗骨料与水泥浆体之间的过渡区
碱性好的各种纤维(金属纤维、无机纤维或有机纤维)作范围是比较大的,在其周围富集了粗大的孔隊,是整体结
为增强材料而形成水泥基复合材料,即纤维混凝土( Fiber
构中最薄弱的部位。从微观的角度来看,板状和层状的
Reinforced Concrete,FRC),其中纤维材料可以约束水混Ca(OH)2定向结晶与粗大结晶钙矾石和少量的C-S-H,
基料中裂缝的扩展,使混凝土具有较高的抗拉和抗弯强度
在粗骨料表面构成了一个结构体如图2所示,这个粗糙结
良好的韧性及延性2。在含有粗骨料颗粒较大的情况下
构体的强度、抗渗性和耐久性均不好。因此在活性粉末混
钢纤维的连接作用受到限制,而且长纤维对拌合物的工作凝土中,剔除了粗骨料,再利用微粉效应,掺加活性掺合
度影响会十分显著。
料,使微小的颗粒和其水化物填充并沉积在胶体的空隙和
为了获得有优异性能的混凝士,1993年法国的裂缝之中,这样既改善了混凝土内部的孔结构,又使混凝
BOUYGUES公司率先利用DSP(高致密水泥均匀体
土的孔隙率大大降低,使混凝士基体的缺陷降到最低。其
系)模型研究成了活性粉末混凝土( Reactive Powder
次,混凝土中存在骨料对水泥石变形的约束作用。众所周
Concrete,RPC)。后来由 Fede LARRARD提出的SSM
知,水泥石的收缩要比用质量好、收缩变形小的骨料制备
最大密实度理论的固体悬浮模型),对RPC进行了配合比的、只含约30%体积水泥石的混凝土收缩大10倍左右,
的设计
比含50%水泥石的砂浆也要大约4倍。
2)纤维增强机理
BCC实现高性能的计思路
活性粉未混凝土属于高性能钢纤维混凝土。在活性
是和久
粉末混凝土中,钢纤维对基体的作用同普通纤维混凝土中
民水石与
的纤维作用相同,概括起来主要有三种:阻裂、增强和增
强度及久位
韧。阻裂作用是纤维对新拌混凝土早期性收缩裂缝和硬
图1RPC的设计思路
化后的收缩裂缝产生和扩展的阻碍作用。纤维对基体的增
西京学院科研基金项目:特细砂配制活性粉末混凝土的研究X130233
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万方数据