活性粉末混凝土RPC在工程结构中应用与前景J

活性粉末混凝土（ RPC）在工程结构中的应用与前景柯开展蔡文尧（福建省建筑科学研究院，福建福州 350002 ）摘要 活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete,简称 RPC）是一种新型超高强水泥基复合材料。它具有超高的力学性质，优异的耐久性[1] 、较低的收缩和徐变性能。本文介绍 RPC的基本设计原理、力学特征和所产生的经济效益，着重阐述它的在结构工程中的应用及发展潜力和目前研究中存在的问题。关键词 活性粉末混凝土；应用；发展；存在问题活性粉末混凝土（RPC）作为一类新型混凝土，不仅可获得200MPa或 800MPa的超高抗压强度，而且具有30~60MPa的抗折强度，有效地克服了普通高性能混凝土的高脆性，RPC的优越性能使其在土木、石油、核电、市政、海洋等工程及军事设施中有广阔的应用前景。1 RPC 的基本设计原理它的基本设计思想是：通过提高材料组份的细度与活性，减少材料内部的缺陷（空隙与微裂缝），获得超高强度与高耐久性。 RPC 的制备采取了以下措施：（1）通过去除粗骨料提高水泥砂浆的力学性能，消除骨料与水泥砂浆的界面过渡，提高基质的匀质性。（2）优化颗粒级配，使基体的堆积密度增大，以提高拌合物的密实度。（3）凝固以后通过热养护使RPC的反应性得以充分发挥，以改善微结构。（4）掺加微细的钢纤维以提高韧性，RPC200中掺入的纤维长度为13mm，直径约 0.15~0.20mm，体积掺量为1.5%~3%。（5）保持搅拌和浇注的方法与程序尽可能地与现在习惯的做法相接近，以便于工程应用。2 RPC 的性能特点2.1 超高的力学性能[2] RPC材料的显著特点是强度更高、韧性更大。200MPa级 RPC材料的抗压强度为170~230MPa，是 HSC的 2~4 倍；抗折强度为30~60MPa，是 HSC的 4~6 倍；断裂能达到15000 ~40000J/m2, 而 NC的断裂能只有120 J/m2 。可见 RPC具有优良的韧性和力学特性（如表1）。表 1 RPC 、HSC、NC的力学特性比较[3] [4] 混凝土种类抗压强度 /MP2抗折强度 /MP2弹性模量 /GPa 断裂能 /J/ m 2RPC800 490~705 45~705 63~74 12000~20000 RPC200 170~230 30~60 40~60 15000~40000 HPC 60~100 6~10 30~40 140 NC 20~50 2~5 30~40 120 2.2 耐久性RPC中的空隙量极小，使得空气渗透数低，水分吸收特别值小，因面具有超高的耐久性，其耐久性能比普通混凝土以及高性能混凝土好得多。从表 1、表 2 中可见，利用FRPC（纤维活性粉末混凝土）对腐蚀介质的抵抗固体核废料储存器，其使用寿...