活性粉末混凝土RPC制备技术综述

活性粉末混凝土RPC是近20年发展起来的一种超高强度混凝土。根据国内外对于RPC的研究,介绍了活性粉末混凝土RPC技术发展现状,从原材料性质及配比、机械加压过程、加热养护、钢纤维增韧等角度综合叙述了RPC的制备技术。

矿物掺合料在活性粉末混凝土(RPC)中应用研究

矿物掺合料作为一种重要材料在混凝土中应用,为研究矿物掺合料对活性粉末混凝土(RPC)性能影响,以及应用的可行性,将矿物掺合料复配到C120 RPC中,研究对RPC的性能影响规律及得到最佳胶凝材料体系。结果表明:(1)最小基本需水量、标准稠度需水量试验得到矿物掺合料最佳掺量,水泥∶超细矿粉∶硅灰∶粉煤灰=0.7∶0.1∶0.1∶0.1。(2)超细矿粉对RPC 3 d、7 d强度影响明显,分别最大提高6 MPa、13.5 MPa;硅灰对RPC 28 d强度影响明显,最大提高2.2 MPa;粉煤灰对RPC扩展度影响明显,最大提高71 mm。(3)研究确定RPC中四元胶凝体系,即水泥∶超细矿粉∶硅灰∶粉煤灰=0.7∶0.1∶0.1∶0.1,RPC坍落度370 mm,扩展度615 mm,28 d抗压强度128.47 MPa,抗硫酸盐侵蚀等级KS90。

火灾下活性粉末混凝土梁斜截面承载性能研究

为探明火灾下活性粉末混凝土(Receative power concrete,RPC)梁斜截面承载性能退化规律,设计制作了六根RPC简支梁试件,开展了恒载下ISO834标准火灾试验,获得了时间-位移曲线、荷载-位移曲线、内部温度变化、裂缝开展、破坏形态、高温爆裂等数据,分析了剪跨比、荷载水平、配箍率、纵筋配筋率对火灾下RPC梁斜截面承载性能的影响规律。结果表明:剪跨比、荷载水平是影响RPC梁斜截面耐火极限的关键因素,剪跨比由2.5增至3.5,荷载水平由0.25增至0.45,RPC梁耐火极限可降低30 min以上;配箍率对RPC梁的斜截面承载力和耐火极限影响显著;纵筋配筋率对RPC梁耐火极限影响甚微。火灾高温、爆裂削弱了RPC梁的斜截面承载性能,爆裂导致内部材料直接受火,加速其力学性能劣化,使梁斜截面承载力降低33.5%以上。该研究可为火灾下RPC梁斜截面承载安全及火灾后加固修复提供参考。

再生微粉活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

为了进一步了解再生微粉活性粉末混凝土(RPC)的受压性能,通过试验分析并结合有限元模拟,研究了不同配比再生微粉RPC的单轴受压应力-应变曲线。利用有限元软件Ansys在细观层次上建立了随机分布钢纤维模型,建立的随机钢纤维模型能较好地反映实际情况。进而采用数值模拟的方法分析了钢纤维体积掺量对RPC受压应力-应变曲线的影响。研究结果表明,随着再生微粉对水泥替代率的增加,峰值应力减小,峰值应变和弹性模量略有降低但变化不显著。钢纤维的加入提高了再生微粉RPC的峰值应力、峰值应变和弹性模量,且随着钢纤维掺量增加,峰值应力增长,弹性模量有一定增长,峰值应变变化不明显。

基于堆积密实度的固废活性粉末混凝土配合比设计方法

采用固废掺合料(粉煤灰、矿渣和玻璃粉)进行了活性粉末混凝土(RPC)制备及性能研究,研究了固废种类、掺量和掺入方式对RPC堆积密实度、工作性能、力学性能和微观结构的影响,提出了固废RPC强度模型。结果表明:粉煤灰、矿渣和玻璃粉的替代水泥量分别为15%、10%~15%和20%时,RPC强度更具有优势,工作性能和微观性能更好;固废合理的掺入可使立方体抗压强度最高提高25.8%,而且随着堆积密实度的增大,固废RPC立方体抗压强度先提高后稍有降低;结合鲍罗米公式和密度堆积模型,考虑影响RPC性能的主要因素,提出了固废掺合料RPC配合比的设计方法,为RPC的工程应用提供依据。

高温作用下活性粉末混凝土(RPC)孔隙结构的分形特征

为能定量表征温度作用下RPC内部孔隙结构的变化特征,采用压汞测孔法对高温后活性粉末混凝土(RPC)内部的孔隙结构和孔隙的分形特征进行了实验研究。分析了孔隙体积、阈值孔径、最可几孔径等孔隙特征参数随温度变化的规律;计算分析了毛细孔和过渡孔等有效孔径区间内RPC的体积分形维数及其随温度的变化规律。研究表明:温度影响下,RPC内部孔隙结构表现出劣化特征,孔隙率、孔隙体积等特征参数明显增大;RPC内部的损伤过程可以采用分形方法去描述,150℃时,RPC初步呈现分形效应,在毛细孔和过渡孔的孔径范围内RPC的体积分形维数整体表现出增大趋势。

负载下活性粉末混凝土钢筋网加固足尺混凝土柱轴压性能试验研究

为提高负载下钢筋混凝土(RC)柱的轴心抗压性能,使用活性粉末混凝土钢筋网(RPCSM)对负载下的RC足尺柱进行加固,设计制作了7根RC方柱试件,其中1根未加固对比柱、1根端部箍筋加密加固柱、2根RPCSM加固柱、3根端部箍筋加密RPCSM加固柱。考虑加固层厚度、钢筋网配筋率和端部箍筋加密对轴心受压RC柱性能的影响,进行了试验研究并分析了各试件的破坏模式、荷载-变形关系和应变变化规律。结果表明:加固柱的承载力提高了2.81~3.82倍;原混凝土柱与RPCSM加固层界面粘结可靠,共同工作良好;随着钢筋网配筋率的提高以及加固层厚度的增加,端部箍筋加密后整体性的提高,承载力和轴向变形能力提高,但延性有所下降。结合规范和破坏机理,给出了承载力计算公式,以促进该加固技术的推广。

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。

活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验研究

进行了活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验,通过五批试件比较分析了水胶比、砂胶比、减水剂掺量、硅灰与石英粉比等参数对RPC的流动度以及抗折、抗压强度的影响。在保证强度的前提下,用粉煤灰代替部分水泥以改善RPC的流动度,探讨以地方常用材料配制RPC的可能性。

活性粉末混凝土(RPC)的强度和耐久性分析

活性粉末混凝土近10年来发展迅速，而混凝土工业已成为高能耗、环境污染较严重的工业．分析了活性粉末混凝土现状及目前所存在的问题．由于目前我国各大中城市广泛使用混凝土，为了改善混凝土工业生态化现状，必须对现有的生产材料进行优化，以改善水泥混凝土的强度及耐久性，大力研制开发活性粉末混凝土．

纤维增强活性粉末混凝土(RPC)断裂能的研究

通过三点弯曲梁法测试了钢纤维、混杂纤维(钢纤维、聚丙烯纤维)增强RPC试件的断裂能.试验结果表明,钢纤维对RPC的增强增韧效果显著,而混杂纤维的效果更佳.给出了断裂能、特征长度等参数随纤维掺量的变化趋势,得出较优的纤维掺量,并分析了纤维增强RPC的整个破坏过程,对其破坏机理进行了初步探讨.

活性粉末混凝土(RPC)槽形梁模型破坏试验研究

活性粉末混凝土 (RPC)具有高强、高耐久性以及高延展性等特点 ,因此 ,RPC在桥梁中有很好的应用前景。但是当前对RPC桥梁的设计研究很少 ,笔者根据自行研制的RPC ,设计了预应力拼装结构的槽形梁模型 ;并进行了RPC槽形梁模型的破坏试验研究 ,以验证槽形梁模型的承载力及发现设计上存在的问题。通过对模型拼装、预应力张拉及模型加载的试验现象的介绍和对试验结果的分析可知 ,破坏时主梁底部的拉应力远没有达到RPC的抗拉极限强度 ,而主梁腹板和下翼缘连接处的局部承载力不足才是主梁破坏的真正原因。最后 ,在总结裂缝发展和模型破坏的原因的基础上 ,对进一步的模型设计提出了修改意见。

活性粉末混凝土(RPC)预应力叠合梁受弯性能研究

为研究活性粉末混凝土(RPC)材料的结构性能,设计了三根活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁,对其受弯性能进行了研究,得到了关于截面应变分布、钢绞线应力增量、中点挠度等有效的试验数据以及试验梁的裂缝分布和破坏特征.试验结果表明,RPC叠合梁的截面应变符合平截面假定;裂缝分布仍然具有明显的纯无粘结预应力梁的裂缝分布特征;荷载 挠度曲线为两直线段形状,且有效预应力越大,试验梁延性越差,破坏时挠度越小.荷载 预应力增量曲线形状与荷载 挠度曲线形状相似,呈两直线段.文中还建立了试验梁的开裂弯矩和刚度计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好.

硅灰掺量对活性粉末混凝土(RPC200)性能的影响

为了解硅灰对活性粉末混凝土性能的影响，以及硅灰在活性粉末混凝土中的增强机理。通过试验分析，讨论了活性粉末混凝土中硅灰掺量变化对混凝土密度、相对密度和抗压强度等性能的影响．硅灰的微填充效应有利于提高活性粉末混凝土的密度和相对密度，而火山灰效应有利于提高其强度．当硅灰掺量约为水泥掺量的25％～35％时，可获得性能较好的RPC200．为降低成本而又不大幅度损害活性粉末混凝土的强度，超细粉煤灰等矿物掺合料替代硅灰的量不宜超过20％．

型钢外包活性粉末混凝土(RPC)的界面黏结性能

进行了6个试件的型钢外包活性粉末混凝土(RPC)短柱推出试验,分析了活性粉末混凝土(RPC)与型钢界面的破坏过程和黏结机理,得出了沿锚固长度方向黏结应力的分布规律。提出了界面黏结强度的计算方法。探讨了影响黏结性能的主要因素。基于试验结果给出了型钢外包活性粉末混凝土(RPC)界面极限黏结力的计算公式,且计算结果与试验结果吻合良好。研究成果为型钢外包活性粉末混凝土(RPC)结构计算理论建立以及有限元分析提供了试验依据。

200～300MPa活性粉末混凝土(RPC)的配制技术研究

试验研究了原材料品种、性质及配合比对RPC强度的影响 ;在未掺钢纤维的情况下 ,配制出了流动性好 ,高温养护(200℃)下抗压强度达229 0MPa的超高强混凝土 ,在掺钢纤维以及高温养护的情况下RPC的抗压强度高达298 6MPa。

活性粉末混凝土(RPC)挂檐板的研制及工程应用

结合北京四惠桥挂檐板更换工程要求以及活性粉末混凝土性能特点,设计、研制了一种新型挂檐板,并首次在四惠立交东向北匝道桥挂檐板更换中成功应用。

活性粉末混凝土(RPC)对碳纤维(CFRP)筋锚固性能的试验研究

近年来,CFRP筋在桥梁及结构工程中的应用及研究日趋广泛,但CFRP筋的锚固问题成为最大困难.本文从解决这一实际问题入手,提出了以活性粉末混凝土(RPC)作为新型粘结介质的粘结式锚具.通过静载试验详细研究了以RPC作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、根数、套筒内壁倾角等参数下的锚固性能.证明了在目前可供选择的粘结介质中,RPC以其优异的性能,为CFRP筋提供了可靠的锚固方法.

200MPa级活性粉末混凝土(RPC200)的配制与试验研究

活性粉末混凝土(RPC)是最近发展起来的一种水泥基复合材料,具有优越的力学性能和耐久性。通过大量的试验研究和文献查阅,确定了RPC的原材料和配制技术以及养护条件,认为配制活性粉末混凝土不能单纯考虑强度,还要考虑便于施工现场应用及造价等问题。