活性粉末混凝土(rpc)在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與前景

1、活性粉末混凝土（活性粉末混凝土（RPCRPC）在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與前景）在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與前景柯開展柯開展蔡文堯蔡文堯（福建省建筑科學(xué)研究院，福建福州350002）摘要活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete簡稱RPC）是一種新型超高強水泥基復(fù)合材料。它具有超高的力學(xué)性質(zhì)，優(yōu)異的耐久性[1]、較低的收縮和徐變性能。本文介紹RPC的基本設(shè)計原理、力學(xué)特征和所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，著重闡述它的在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用及發(fā)展?jié)摿湍?/p>

2、前研究中存在的問題。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞活性粉末混凝土；應(yīng)用；發(fā)展；存在問題活性粉末混凝土（RPC）作為一類新型混凝土，不僅可獲得200MPa或800MPa的超高抗壓強度，而且具有30~60MPa的抗折強度，有效地克服了普通高性能混凝土的高脆性，RPC的優(yōu)越性能使其在土木、石油、核電、市政、海洋等工程及軍事設(shè)施中有廣闊的應(yīng)用前景。1RPC的基本設(shè)計原理它的基本設(shè)計思想是：通過提高材料組份的細(xì)度與活性，減少材料內(nèi)部的缺陷（空隙與微裂縫），獲得超高

3、強度與高耐久性。RPC的制備采取了以下措施：（1）通過去除粗骨料提高水泥砂漿的力學(xué)性能，消除骨料與水泥砂漿的界面過渡，提高基質(zhì)的勻質(zhì)性。（2）優(yōu)化顆粒級配，使基體的堆積密度增大，以提高拌合物的密實度。（3）凝固以后通過熱養(yǎng)護使RPC的反應(yīng)性得以充分發(fā)揮，以改善微結(jié)構(gòu)。（4）摻加微細(xì)的鋼纖維以提高韌性，RPC200中摻入的纖維長度為13mm，直徑約0.15~0.20mm，體積摻量為1.5%~3%。（5）保持?jǐn)嚢韬蜐沧⒌姆椒ㄅc程序盡可能地與

4、現(xiàn)在習(xí)慣的做法相接近，以便于工程應(yīng)用。O2排放量也只有一半左右。對不可再生的自然資源骨料的用量，RPC材料也只占HSC和普通混凝土的13與14。表3同等承載力條件下不同材料性能比較同等承載力條件下不同材料性能比較2.4良好的經(jīng)濟效益按當(dāng)?shù)兀ǜＶ莸貐^(qū)）可比價格計算，盡管FRPC的價格是普通混凝土的2.4倍，是高強混凝土的1.95倍，采用FRPC200粉末混凝土仍比普通混凝土節(jié)省37.2%，比高強混凝土節(jié)省35.6%，經(jīng)濟效益是十分巨大的，

5、這里還不包括因為重量減輕節(jié)省的施工成本、加快資金周轉(zhuǎn)等間接的經(jīng)濟效益，也不包括因為FRPC可以直接承受剪力，取消構(gòu)件中的附加抗剪鋼筋。3RPC的工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用[7]3.1預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)領(lǐng)域RPC200有極高的抗壓強度、彈性模量和開裂強度使預(yù)應(yīng)力筋的強度得以充分利用，無需配防止預(yù)拉應(yīng)力下發(fā)生開裂的預(yù)應(yīng)力筋，并使錨具下的承壓面不致發(fā)生過大的壓縮變形，可大大減少預(yù)應(yīng)力損失。RPC200的另一顯著特性是徐變和收縮現(xiàn)象極其微小，這使其預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中由于材

6、料收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失值降至最大。可以說RPC200在預(yù)應(yīng)力利用中有良好的應(yīng)用前景。為解決在鐵路軌道接頭處和小半徑曲線段預(yù)應(yīng)力軌枕破壞較嚴(yán)重的問題，用RPC試制的預(yù)應(yīng)力軌枕，靜載抗裂度有明顯提高，疲勞性能明顯改善。3.2預(yù)制結(jié)構(gòu)產(chǎn)品領(lǐng)域使用RPC200可以有效減小結(jié)構(gòu)自重，在具有相同抗彎能力的前提下，RPC200結(jié)構(gòu)的重量僅為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的12～13，幾乎與鋼結(jié)構(gòu)相近。因此，完全可以用RPC來代替鑄鐵，生產(chǎn)現(xiàn)有許多鑄鐵制品，如井

7、蓋、水算子、模具等，可以大幅度降低制品的自重，而不影響使用效果[8]。工程實例有世界上第一座以RPC為材料的步行自行車橋（圖1）位于加拿大魁北克省的謝布洛克（Sherbrooke）市。該橋于1996~1997年期間建成的。采用RPC鋼管混凝土桁架橋結(jié)構(gòu)。橋跨度60m，橋面寬4.2m。橋面板厚為30mm，每隔1.7m設(shè)置高70mm的加混凝土品種混凝土品種C30C30普通混凝土普通混凝土C60C60高強混凝土高強混凝土RPC200RPC20