文档介绍：客运专线活性粉末混凝土试验和生产技术研究
黄旭毅1 吴伟2
(1中国水利水电第十四工程有限公司云南昆明 650000;2中国水利水电第十四工程有限公司云南昆明 650000)
摘要:以京沪高速铁路三标段曲阜RPC混凝土盖板厂的生产成果,主要介绍RPC活性粉未混凝土配合比影响因素、生产流程、型式检验等,并对RPC盖板混凝土生产数据进行分析。
关键词: 活性粉未混凝土试验生产技术
1、绪论
自1824年硅酸盐水泥问世以来,以其为基本胶凝材料的混凝土,尤其是钢材与混凝土的复合,已成为世界上各种基础设施必不可少的基本建筑材料。随着建筑业、海洋业、交通业和环境保护业的飞速发展,大跨、轻型和在各种严酷条件下使用的建筑物的出现,对混凝土提出了更高的要求,而直到20世纪70年代,
,更高强度、更好耐久性能的要求普通混凝土很难满足。活性粉末混凝土(ReactivePowderConcrete,简称RPC)是继高强、高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)后,于20世纪90年代开发出的超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的水泥基复合材料。它是DSP(Densifted System containing ultra-fine Partides)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土。
RPC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,使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减少到最少,以获得超高强度与高耐久性。原材料中活性组分由优质水泥、硅粉、细石英砂(粒径小于lmm)等构成,~lμm之间,另外原材料还包括高效减水剂和短细钢纤维等。
作为一种新型结构材料,目前国内外的研究主要集中在原材料选择、配合比设计、实验室制备工艺以及材料力学性能研究,关于RPC材料大量用于工程实际生产的研究较少,尤其是标准化的RPC盖板构件厂的运作流程。在国内外的资料中对普通混凝土和高性能混凝土的损伤破坏分析,已有诸多研究和比较明确的结论。但是作为一种新型的水泥基复合材料,从宏观到微观RPC与传统混凝土材料不同,关于普通混凝土和高性能混凝土损伤演化的研究成果是否适用于RPC材料,目前国内外尚没有系统的研究。
如能够充分了解RPC材料的破坏过程及盖板构件的破坏机理,掌握其裂缝的生成、扩展及结构在受载过程中其损伤的发展情况以及破坏的规律,可合理进行混凝土的配制,降低工程造价,也为工程设计、工程计算提供可靠的依据,以便在具体应用中更好地发挥效益和避免失误和事故的发生。
RPC是由超细活性粉末、水泥优质石英砂、矿物掺合料、高强度纤维等组成,通过最优级配设计,经高温热合等待特定工艺制备而成的高技术符合材料,具有高强度、高韧性、高耐久性、质量稳定、易于制造、外形美观、低孔隙率特点。其减少材料内部缺陷的具体措施包括:
(1)只用直径<lmm的石英砂作为细骨料,以在整体上消除内部结构的不均匀性,从而改善RPC的各项性能;
(2)优选与活性组分相容性良好的减水剂,以降低水胶比(),提高水泥浆强度,同时减小用水量,大大降低空隙率;
(3)优化组分的级配,通过提高组分的细度,成型过程中对混凝土施加压力。使RPC内部达到最大填充密实度,将材料初始缺陷降至最低:
(4);
(5)通过蒸汽养护手段来加速活性粉末的水化反应和改善微观结构,促进细骨料与活性粉末的反应,改善界面的粘结力。
应用前三条措施制备的混凝土具有很高的抗压强度,但是其韧性并不比普通的砂浆高很多。掺加钢纤维后明显提高了抗弯拉强度,同时可以获得所需要的高韧性和延性。
RPC材料具有超高的强度和良好的韧性。
,RPC800和HSC的主要力学性能参数。
RPC与HSC的主要力学性能比较
混凝土种类
RPC200
RPC800
HSC
抗压强度/MPa
170~230
500~800
60~100
抗折强度/MPa
30~60
45~140
6~10
断裂能/J·m-2
20000~400000
1200~2000
140
弹性模量/GPa
50~60
65~75
30~40
,RPC的抗压强度是HSC的3倍(RPC200)到12倍(RPC800);RPC200的抗折强度高达60Mpa,是HSC的6倍,拉压比可达到1/4,远大于HSC的1/10而且断裂能大大提高。
材料种