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活性粉末混凝土发展与应用前景 　　[摘要]活性粉末混凝土（RPC）是一种新型超高强水泥基复合材料,它具有超高强度、超高耐久性、高韧性、良好的体积稳定性和环保性能。在介绍RPC材料的发展历程、主要特性、工程应用的基础上,结合RPC材料的性能特点,分析其在工程中的应用前景。 　　[关键词]活性粉末混凝土；高强度；耐久性；环保；发展；应用 　　1、引言 　　长期以来，钢筋混凝土被认为是一种复合材料的典范，事实上混凝土随着龄期延长不断产生的收缩变形，因受钢筋约束而使体内的微裂缝和孔隙逐渐地连通，导致本来致密不能透水的混凝土低渗透性丧失，外界的侵蚀性介质趁虚而入，使钢筋逐步发生锈蚀并膨胀，这已被认为既是钢筋混凝土结构最终产生破坏的主要机理，也是影响大量钢筋混凝土结构使用寿命的基本原因。近几年所研究的内容主要包括材料组成、微观分析、力学性能、耐久性能等方面，并取得了可喜的研究成果，现已应用于工程实践中。 　　2、RPC的原理 　　RPC的配制原理是：材料的微裂缝和孔隙等缺陷越少，就可以获得由其组成材料所决定的最大承载能力，并具有良好的耐久性。其制备措施为：去除粗骨料以提高匀质性；优化颗粒级配，并且在凝固前和凝固期间加压，以提高拌合物的密实度；凝固后进行热养护改善微观结构；掺入微细的钢纤维以提高韧性。 　　1）除去普通混凝土中的碎石等粗骨料而用细砂代替，使集料粒径较均匀。还可以使骨料与水化水泥浆的弹模比下降，水泥砂浆的力学性能提高。并能有效地淡化骨料与水泥浆体的界面过渡区。 　　2）优化颗粒级配，严格规定每种集料的粒级范围；应用流变学和优化相对密度理论来决定高效减水剂最佳掺量和需水量；优化搅拌条件，使拌合物具有良好的流动性，更好地充盈模具；如能在混凝土的凝结前和凝结期间加压，可以使混凝土中气体和自由水排出，消除部分由化学收缩引起的孔隙，从而进一步提高其密实度。 　　3）在混凝土凝固后进行热养护可以大大改善其微观结构。采用90 的热养护可显著加速火山灰反应，同时改善水化物形成的微观结构，但这时形成的水化物仍是无定形的，只能用于制作200兆帕RPC；若采用250 -400 -的干热养护使水化生成物C—S—H（水化硅酸钙）凝胶大量脱水，形成硬硅钙石结晶，可获得 800 兆帕RPC。 　　4）为了提高RPC的韧性，必须掺入微钢纤维。所掺入的钢纤维长度约3mm-13 mm，直径约0.15 mm-0.20 mm，体积掺量为1.5%-3%。可使RPC的抗压强度、弯折强度和韧性有大幅度提高。 　　3、活性粉末混凝土的优点 　　从工程应用角度来看，活性粉末混凝土有以下的优点： 　　1）原材料组成简单。活性粉末混凝土的原材料与普通混凝土基本相同，原材料来源广泛； 　　2）生产工艺容易实现。除了在搅拌速度、原材料的添加顺序、养护条件等按设计要求加以控制外，其它方面无特殊要求； 　　3）活性粉末混凝土可以有效地减小结构物的自重。活性粉末混凝土具有很高的抗压强度和抗剪强度，在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状，从而使结构自重 比普通混凝土结构小得多； 　　4）可以大幅度提高结构物的耐久性。活性粉末混凝土材料剔除了粗骨料，减小了界面过渡区的厚度与范围。骨料粒径的减小，其自身存在的缺陷机率减小，整个基体的缺陷也减小。活性粉末混凝土十分密实，孔隙率极低。它不但能够阻止放射性物质从内部泄漏，而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀。从整体上提高了体系均匀性，强度和耐久性； 　　4、RPC应用实例 　　4 .1 Sherbrooke步行桥 　　使用RPC的第一个大型建筑结构是长60mm、桥面宽4.2m、横跨Mougog河的单跨步行桥。这座桥位于加拿大Quebec省Sherbrooke市，是由美国、加拿大、瑞士、法国共同进行RPC开发的一项试点工程，于1997年11月27日正式开通。当地气候条件恶劣，湿度大，冬季严寒，最低温度达 -40 ，雪天需要经常洒盐水化冰，对结构的耐久性要求很高，因而使用200兆帕RPC进行结构设计。桥的构造由RPC预制梁、预制板和钢管约束RPC组合而成。设计者采用三维空间桁架的设计思想，由预加应力抵抗桁架杆件的主拉应力及上承支撑的挠曲应力；而其他由剪应力和次挠曲产生的拉应力直接由RPC承担。预应力RPC在极大减轻结构自重的同时保证了结构的整体刚度。各基本构件均按常规混凝土工艺预制，只有施加预应力所使用的小型锚具是为这项工程特别设计的。该桥建成后至今使用状态良好。这一工程最突出的特点是完全用RPC制造，而未使用传统的受力钢筋，经预制用起重机现场安装。这一设计使得RPC基于密实的微观结构所具有优越的力学性能得到充分的发挥，从而为RPC提供了广阔的发展空间。 　　4. 4国内实际工程 　　国内也有很多单位开展了RPC材料的研究。清华大学最早开始研