(1.17)--超高性能混凝土（UHPC）在建筑工程中的应用.pptVIP

——活性粉末混凝土（RPC）;前言;超高性能混凝土（Ultra-HighPerformanceConcrete），简称UHPC，国际上系指抗压强度在150MPa以上，并具有超高韧性、超长耐久性的水泥基复合材料的统称。其中，最具代表性的超高性能混凝土材料为活性粉末混凝土RPC（ReactivePowderConcrete），最早由法国学者于1993年提出，主要由硅灰、水泥、减水剂、细骨料及钢纤维等材料组成，依照最大密实度原理构建，从而可使材料内部的缺陷（孔隙与微裂缝）减至最少。;UHPC材料组分内不包含粗骨料，颗粒粒径一般小于1mm，因高度的致密性而具有超高强度及优异的耐久性。研究表明，UHPC抗压强度可达200MPa以上，同时材料耐久性可达200年以上。此外，由于UHPC中分散的细钢纤维可大大减缓材料内部微裂缝的扩展，从而使材料表现出超高的韧性和延性性能。

定义：活性粉末混凝土是根据“高致密水泥基均匀体系”模型，将粗骨料剔除，由超细活性粉末、水泥、优质细骨料、高强度纤维等组分配制，经高温热合等特定工艺制备而成的一种超高强新型水泥基复合材料。;一、UHPC与普通混凝土性能对比;课堂讨论（一）;（1）采用最大密实堆积理论模型，在较大的均一的颗粒之间加入较小的颗粒；

（2）剔除粗骨料，提高基体的匀质性和胶结面积；

（3）配合很低的水胶比共同构建密实结构；

（4）通过添加短而细的钢纤维，改善材料延性；

;设计思路：

混凝土的集料尽可能地紧密堆积，集料颗粒之间的空隙由具有一定水胶比的浆体填充，胶凝材料级配合理。

进一步再考虑颗粒间的物理化学反应，通过颗粒间的相互粘结形成均匀的内部结构，达到超商强和高密实。;课堂讨论（二）;(1)水泥：普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥

(2)骨料：石英砂，粒径范围0?1250μm，三种粒级

(3)钢纤维：细圆形钢纤维，直径0.20mm，长度12?14mm

(4)矿物添加剂：多种活性矿物通过活性组合实验与最佳颗粒级配计算配制

(5)高性能减水型外加剂：新型高性能减水剂，深紫色透明液体，减水率不低于30%;1.1水泥;1.2骨料

RPC所用骨料为石英砂，其性能指标应满足要求:;钢纤维应采用高强度圆截面纤维，其性能指标应满足要求:;RPC配制过程中掺加??物掺合料可以减小水泥用量，提高组份的细度和反应活性，同时还可以改善活性粉末混凝土的内部结构，从而改善其基本性能。通常活性粉末混凝土中掺加的矿物掺合料有：硅粉、粉煤灰、矿粉、偏高岭土等几种。;硅粉也叫硅灰(SilicaFume)，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成。

常用的硅粉是灰白色球状粉末，表观密度通常为150~250kg/m3，比表面积220m2/g，粒径小于1μm，平均粒径为0.1~0.2μm，无定形SiO2含量≥90%。;粉煤灰（Flyash）是工业固体废物的一种。是煤粉进入1300~1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下，从烟道气体中收集到的一种急冷形成的细灰。

活性粉末混凝土中，由于水胶比较低，所以在配制过程中掺入粉煤灰具有如下优点：

（1）粉煤灰能和硅灰一起改善拌合物的流动性及和易性，降低拌合物的黏稠度,减少搅拌时引入的气泡，提高基体的密实度；

（2）由于粉煤灰在早期不参与水化，所以在整个胶凝组分中水灰比（水/水泥）并不低，因此掺加粉煤灰有利于水泥在早期的水化。同时在水化后期，粉煤灰能与水泥水化物进行二次水化反应，起到进一步填充密实的效果；

（3）利用粉煤灰部分替代水泥还能够降低总成本，提高性能价格比。;偏高岭土是在一定温度和条件控制下燃烧的高岭土，具有较高的火山灰活性。活性粉末混凝土配制过程中掺加的偏高岭土具有加速水泥水化效应、填充效应及火山灰效应，从而提高活性粉末混凝土的强度及其他性能。此外矿粉也可用于制备活性粉末混凝土。;1.5高效减水剂;课堂讨论（三）;活性粉末混凝土和普通混凝土一样，仍然是一种多相水泥基复合材料，可以采用普通混凝土的制备设备，但在生产工艺控制上有特殊要求。其制备及成型步骤一般为先干拌原材料和钢纤维，最后再加水搅拌。;1.制备工艺;搅拌好的RPC材料应一次性装入试模并高出试模上口，在振动台上振动成型。振动时应防止试模在振动台上跳动，并用抹刀沿试模内壁多加插捣，持续到RPC表面出浆为止。振捣过程中注意抹平压光，并防止气泡产生。振捣结束刮去多余的拌合物，用抹刀抹平试件表面，将模具放入养护室，养护至24h?36h后拆模。;3.养护方法;课堂讨论（四）;国外UHPC主要研究及应用;国内UHPC主要研究机构及研究内容;车站顶棚;各类RPC预制构件;我国青