活性粉末混凝土(RPC)配制试验研究
郭 敏1，李海艳2，刘 刚2，李小兵1
【摘 要】【摘 要】 通过配制28组边长70.7 mm和8组边长100 mm的活性粉末混凝土(RPC)立方体试块，分析了水胶比、减水剂掺量、纤维种类与掺量以及尺寸效应对RPC强度和流动度的影响。试验结果表明：相对于聚丙烯纤维而言，加入钢纤维可以明显提高RPC的强度和韧性；RPC早期强度发展较快，后期强度增长空间较小，掺聚丙烯纤维的RPC后期强度有倒缩现象；掺钢纤维的RPC尺寸效应大于不掺纤维的素RPC。 【期刊名称】四川建筑 【年(卷),期】2014(000)006 【总页数】4
【关键词】【关键词】 RPC； 强度； 流动度； 钢纤维； 聚丙烯纤维； 尺寸效应
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，缩写为RPC)是继高强、高性能混凝土之后出现的一种新型超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的混凝土，其基本组成材料有水泥、减水剂、微粉末材料(硅灰、粉煤灰、矿渣粉、磨细石英粉)、石英砂等[1]。为了提高RPC的延性和抗拉强度可以掺入微钢纤维，为了提高其抗火性能可以掺入聚丙烯等有机纤维[2]。福州大学吴炎海等人，进行了活性粉末混凝土(RPC200)的配制试验，比较了水胶比、砂胶比、减水剂掺量、硅灰/石英粉等参数对RPC的流动度以及抗折、抗压强度的影响[3]；湖南大学的何峰、黄政宇等人研究了原材料品种、性质及配合比对RPC强度的影响[4]；同济大学的龙广成等人研究了养护温度和龄期对水泥、粉煤灰以及硅灰
等粉末材料为主要原料的RPC强度的影响，以确定最佳养护条件[5]。
本文通过18组配比试验，研究了水胶比、减水剂掺量、钢纤维掺量、聚丙烯纤维掺量、钢纤维与聚丙烯纤维混掺、龄期及尺寸效应对RPC性能的影响。得到了不同纤维种类与掺量、龄期及尺寸效应对RPC性能的影响规律，获得了强度和流动度都比较好的活性粉末混凝土。
1 原材料与配合比
1.1 试验原材料
水泥：黑龙江宾州水泥有限公司生产的“虎鼎牌”P.O 42.5级普通硅酸盐水泥； 硅灰：遵义天冠微硅粉回收有限公司生产的硅灰，SiO2含量94.5 %，比表面积：20 780 m2/kg；
矿渣粉：辽源市金刚水泥有限公司生产的S95型矿渣粉，比表面积4 750 cm2/g；
石英砂：哈尔滨晶华水处理材料有限公司生产的石英砂，40～70目和70～140目各占50 %，SiO2含量在99.6 %以上；
减水剂：山东莱芜纹河化工有限公司的FDN浓缩型高效减水剂，黄褐色粉末； 钢纤维：鞍山昌宏钢纤维厂的超细超短高强钢纤维，平直型，长度为13 mm，等效直径0.22 mm，长径比为59.1;
聚丙烯(PP)纤维：哈尔滨路同科技发展有限公司提供的聚丙烯 (PP) 纤维，纤维长度18～20 mm，平均直径45 μm，密度0.91 g/ cm3，熔点165℃。 1.2 试验配合比
在课题组前期试配的基础上[6]，通过变换水胶比、减水剂掺量、纤维种类和掺量得到如下表1所示配合比。
2 试件制作与养护
2.1 试件设计
试件尺寸为70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm和100 mm×100 mm×100 mm的立方体试块，每3个试块为一组。边长70.7 mm立方体的试件浇筑28组84个试块，边长100 mm立方体的试件浇筑8组24个试块。分别用来研究水胶比、减水剂掺量、纤维种类和掺量以及尺寸效应对RPC流动度和强度的影响。
2.2 试件制备
RPC的制备工艺在设备上无特殊要求，但投料顺序、搅拌时间及养护制度需按一定要求进行。实验采用JJ-5型水泥胶砂搅拌机进行搅拌，具体步骤为： (1) 将称量好的石英砂、水泥、硅灰、矿渣和减水剂依次倒入搅拌锅内，干拌3 min；
(2) 加入称量好的水，搅拌4 min (慢搅1 min ，快搅2 min ，再慢搅1 min )； (3) 均匀撒入钢纤维和聚丙烯纤维，搅拌6 min (慢搅2 min ，快搅3 min ，再慢搅1 min)出料并测定流动度；
(4) 将混凝土拌合物一次装入试模，在混凝土振动台上经高频振动成型，标准环境下静置24 h后拆模。 2.3 养护制度
由国内外文献可知，养护条件对RPC强度有重要影响[7]。本试验采用的养护制度为：试件成型后先标准养护24 h脱模；而后放入温度为90℃的混凝土加速养护箱内养护3 d；再在标准养护室分别养护至7 d和 28 d后进行抗压强度试验。
活性粉末混凝土(RPC)配制试验研究
