7977602_朱威义_活性粉末混凝土研究进展_活性粉末混凝土研究综述—朱威义(5).docx

1IIII摘要介绍了活性粉末混凝土国内外发展史。活性粉末混凝土是一种新型超高强水泥基复合材料其制备方法与普通混凝土大不相同论述了特殊的制备方法对活性粉末混凝土各种性能的影响；其养护方式也与普通混凝土不同通过研究特殊的成型工艺来总结对活性粉末混凝土的影响；论述了掺入矿物掺合料、骨料、钢纤维对活性粉末混凝土性能影响；研究了活性粉末混凝土在各种程中的应用有道路桥梁领域、预制结构领域、预应力结构领域、抗震领域、抗腐蚀领域等[1920]；总结了活性粉末混凝土目前的优缺点及未来的发展趋势。关键词:活性粉末混凝土；成型工艺；掺合料；工程应用；发展趋势113第一章前言1.1活性粉末混凝土概念活性粉末混凝土是一种新型的水泥基复合材料具有高强度高耐久性高韧性和良好的体积稳定性由水泥硅粉细石英砂矿粉粉煤灰等掺合料通过高效减水剂作用与水混合得到的。与普通混凝土和高强混凝土相比活性粉末混凝土中不存在粗骨料其目的是消除砂浆界面与粗骨料之间的应力集中并消除构件内部微裂分。制备原理是去除粗骨料提高基体的均匀性；优化颗粒级配以获得高致密性；加入高效减水剂以改善活性粉末混凝土性能；固化前和固化过程中加压以消除气孔以提高混凝土密实度和抗压强度；固化后通过热固化改善微观结构；添加钢纤维以提高韧性等[15]。1.2活性粉末混凝土国内外发展史无论是在现代还是古代材料都是建筑的根本。古代的主要建筑材料有粘土、石材、木材等随着人类的不断发展进步又陆续发现了石灰、火山灰、砂等建筑材料。到1824年随着硅酸盐水泥的出现混凝土的胶凝材料有了质的飞跃大大的提高了混凝土的强度和工作性能[11]。但是混凝土仍具有脆性大、自重大、耐久性不足的缺点[9]。但随着社会经济的发展科学技术的进步人类对居住及生活环境的要求不断的提高大多数工程结构都倾向于朝着高强度、高耐久性和高韧性方向发展所以为了达到人类理想的生活居住环境混凝土性能必须提高最后在人类不断的努力下于1993年在法国Bouygues实验室开发了一种具有超高抗压强度高耐久性高韧性良好的体积稳定性和优异的环保性能的新型水泥基复合材料抗压强度可以达到200MPa-800MPa级抗折强度可以达到20MPa-150MPa弹性模量为40Gpa-60Gpa断裂韧性高达4000J/m2;由于改善了其成分的细度和反应活性因此被称为活性粉末混凝土（Re-activePowderConcrete简称RPC）[7913]。目前RPC已经是国际工程领域重要的研究方向。2005年活性粉末混凝土第一次在我国进行工程应用。紧接着被广泛用于电缆线槽盖板、高数铁路、地铁、人行道盖板及其他市政构件中[16]。目前生产活性粉末混凝土原料包括：水泥、硅灰、细石英砂、矿物粉、粉煤灰、高效减水剂、钢纤维等[16]。活性粉末混凝土养护方式主要有：标准养护、高温干热养护、水养护、高温蒸汽养护、蒸压养护等。为了保证活性粉末混凝土的优异性能就必须保证生产的原材料优异及特殊的养护过程。但这也将导致复杂的生产过程和较高的生产成本。因此如何降低生产活性粉末混凝土成本、简化其生产流程是目前活性粉末混凝土研究的重点问题。2第二章成型工艺对性能的影响2.1活性粉末混凝土制备2.1.1压力成型和普通混凝土一样在成型之前要进行搅拌。活性粉末混凝土的搅拌首先加入石英砂和钢纤维干拌至少2min然后加入水泥、矿渣粉、掺合料干拌约2min；最后加入水和减水剂搅拌6min即可出料。搅拌结束之后将混凝土装入测试模板中振动并整平放到成型机上成型。成型是由油压千斤顶加压加压4-8min以压力8-10公斤/厘米2进行加压成型结束后要将试模放入蒸汽养护室内进行养护[17]。采用机械加压的方式可以排除浇筑过程中引入的气体和反应后多余的水消除成型过程中形成的部分由化学收缩引起的空隙使材料内部更加密实从而提高其强度。2.1.2振捣成型活性粉末混凝土制品目前采用较多的是振捣成型工艺。在振捣成型前要进行合理的搅拌完成搅拌之后在装模下料时每层浇筑厚度应该小于20cm振捣时间控制在2min。装模具完成后将测试模板放在振动装配线上用抹子抹平并打磨以免钢纤维和混合物暴露在模板周围这样便于养护完成后的拆模。使用振捣成型可以有效的减少气孔和化学收缩引起的空隙从而达到改善其强度的目的。2.1.3养护方式活性粉末混凝土养护方法主要包括标准养护、高温养护和蒸汽养护。标准养护应在温度为20±5℃的环境中静置24h然后立即放入温度为20±2℃相对湿度为95%以上的标准养护室中养护；高温养护是将成型后的模具取出后将试件置于温度为80±5℃的高温环境中养护然后取出试件进行自然养护；蒸汽养护是将试样成型拆模后利用蒸汽进行养护蒸汽养护可以将混凝土28d强度提高10%-40%。2.2对活性粉末混凝土力学性能影响因素综述2.2.1骨料对