活性粉末混凝土力学性能及抗硫酸盐侵蚀试验研究在社会经济不断发展的过程中,建筑业对混凝土材料的要求也在不断的发展,超高强混凝土成为混凝土建筑结构材料的主要发展方向。
活性粉末混凝土(RPC)是一种高强度、高韧性、低渗透性的纤维增强混凝土材料,但高温蒸汽养护和连带的高成本使得活性粉末混凝土在工程中的应用受到限制。
为此,本文提出免蒸养的RPC制备工艺,对RPC的静态力学性能和抗硫酸盐侵蚀性能进行研究,主要研究内容和研究成果如下:(1)提出免蒸养的RPC制备工艺。
以高标号水泥、高效减水剂和高强掺合料等为原材料制备出基体强度为C100、C120、C140三个等级、钢纤维体积率为0、1%和2%的自流平RPC,试验表明:钢纤维的掺入有利于RPC强度的增加和韧性的提高,且劈裂抗拉、抗折强度增幅均高于抗压强度。
(2)RPC抗硫酸盐侵蚀性能的研究。
试验研究发现:(1)钢纤维能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。
掺入钢纤维可以在一定范围内提高RPC的抗硫酸盐侵蚀性能,未掺入钢纤维的RPC比掺入了钢纤维的RPC的抗硫酸盐侵蚀性能差,但是钢纤维积率为1%和2%的RPC试块抗硫酸盐侵蚀性能相差较小;(2)混凝土强度等级能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。
在一定范围内RPC的强度等级越高,其抗硫酸盐侵蚀性能越强;(3)干湿循环和弯曲应力能影响RPC的抗硫酸盐侵蚀性能。
在硫酸盐溶液中RPC进行干湿循环的试块比进行长期浸泡的试块破环程度要严重,各项指标下降也比较迅速,而弯曲应力的施加可以加快硫酸盐对RPC试块的侵蚀速度。
(3)为了分析硫酸盐侵蚀、干湿循环、弯曲应力三因素耦合作用对RPC耐久性的影响、预测混凝土结构的有效寿命,本文选用相对质量损失、相对动弹性模量、抗压强度耐蚀系数三个指标,通过试验数据建立了有助于寿命预测的混凝土三指标损伤模型。
(4)基于菲克第二定律,建立了RPC硫酸盐离子的自由扩散模型,通过有限元软件分析对RPC试块进行硫酸盐扩散数值仿真,同时将模拟仿真结果与试验实际测试结果作对比。
活性粉末混凝土在桥梁工程中的研究和应用万方数据公路２００９年第３期为３ｍｍ的不锈钢管、内灌ＲＰＣ２００。
下弦为ＲＰＣ双梁，梁高３８０ｒａｍ；均按常规混凝土工艺预制。
每个预制段长１０ｍ、高３ｍ，运到现场后用后张预应力拼装而成［２］。
该桥的结构设计特点是混凝土结构内无箍筋、分别在体内和体外布置预应力钢筋，并使用不锈钢管约束ＲＰＣ，以提高其强度和延性。
由于采用ＲＰＣ，大大减轻了自重，提高了在高湿度环境、频繁受除冰盐腐蚀与冻融循环作用下的结构耐久性能。
图１Ｓｈｅｒｂｒｏｏｋｅ桥全貌及其上部结构形式１９９８年８月，在加拿大Ｓｈｅｒｂｒｏｏｋｅ市召开了第一次以ＲＰＣ和高性能混凝土为主题的国际研讨会，会上就ＲＰＣ的原理、性能和应用进行了广泛而深入的探讨。
与会专家一致认为：作为一类新型混凝土材料，ＲＰＣ在桥梁工程中具有广阔的应用前景。
２ＲＰＣ的配制原理［３￣６３ＲＰＣ是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强混凝土。
它的基本配制原理是：通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷（孑Ｌ隙与微裂缝）减到最少，以获得超高强度与高耐久性。
与普通混凝土有所不同，ＲＰＣ的组成材料主要包括：（１）水泥；（２）级配良好的细砂；（３）磨细石英粉；（４）硅灰等矿物掺合料；（５）高效减水剂；（６）对韧性有较高要求时，还需要掺入微细钢纤维。
２．１提高匀质性，减少材料内部缺陷对于大多数固体材料，理论强度值一般为其弹性模量的０．１～０．２倍，但实测值只有其弹性模量的（ｏ．１～ｏ．２）×１０＿３倍。
两者相差上千倍，其原因就是由于材料内部结构不完善、存在大量缺陷。
因此要充分发挥材料的性能就必须尽量减少缺陷、提高匀质性。
普通混凝土硬化前，水泥浆体中的水分向亲水的骨料表面迁移，在骨料表面形成一层水膜，从而在硬化的混凝土中留下细小的缝隙；此外，浆体泌水也会在骨料下表面形成水囊，使得混凝土在承受荷载作用以前，界面处就充满了微裂缝。
