摘要：进行了活性粉末混凝土的制备实验，分别探讨了水胶比、硅灰掺量、砂胶比和钢纤维掺量等因素的单值变化，对RPC抗压强度和抗折强度的影响。
关键词：活性粉末混凝土；配合比；强度
1引言
活性粉末混凝土（ReactivePowderConcrete缩写为RPC）是继高强、高性能混凝土之后的一种新型混凝土，是由法国最大的营造公司之一布依格（Bouygues）公司以PierreRichard为首的研究小组在1993年率先研制成功的[1]。RPC是一种超高强、低脆性、耐久性优异的新型水泥基复合材料[2]，由级配良好的细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂等组成。为了改善材料的延性，一般均掺入钢纤维。RPC的强度可分为200MPa和800MPa两个等级，该材料已成为国际建筑工程领域的研究热点。
国外已将RPC制品应用于大跨度预应力混凝土梁、压力管及放射性固体废料储存容器等[3]。国内也有不少院校和科研单位对RPC进行了初步探索性研究。但总的来看，国内的研究成果跟国际上先进水平相比还有很大差距。本文采用国产原材料，通过实验研究了RPC几种典型的配合比控制参数单值变化时对其抗压和抗折强度的影响。
2原材料实验方法与配合比设计
2.1原材料
水泥：冀东水泥厂生产的P.O42.5型水泥；
石英粉：平均粒径为10m的磨细石英粉；
硅灰：无定型SiO2含量89.22%，比表面积20000m2/kg；
砂石：绥中洁净河砂，细度模数为2.8；
高效减水剂：沈阳汉拿外加剂厂生产的聚羧酸类高效减水剂，减水率为30%；
钢纤维：长度为13mm，直径为0.175mm。
2.2实验方法
将水泥、石英粉、硅灰和砂按配合比进行称量，倒入搅拌机内，干拌1分钟；倒入溶有减水剂的一半用水量，搅拌1分钟；倒入另一半用水量，搅拌1分钟；加入钢纤维，搅拌2分钟，以使纤维在基体中分散均匀；应用水泥胶砂试件的模具成型，在振动台上振动2分钟，标准养护24小时后拆模，将试件放入20±1℃的水中养护至预定龄期。
2.3配合比设计
实验分别探讨水胶比、硅灰掺量、砂胶比和钢纤维掺量等因素单值变化时对RPC基本性能的影响，配合比见表1所示。
注：所有配比减水剂用量均为水泥用量的3.5%。
3试验结果与分析
1、2、3组实验研究了水胶比对RPC抗压和抗折强度的影响，结果如图1所示。
由图1可知：当水胶比在0.20-0.24之间变化时，强度随水胶比增大大体成下降趋势，水胶比对抗折强度的影响较抗压强度更大一些。各水胶比的RPC抗折强度均为早期增长速度较快，后期增长速度缓慢，7d龄期和28d龄期的抗折强度相差不大。综合考虑水胶比对RPC强度和流动度的影响，水胶比为0.22时较佳。
2、4、5、6组实验研究了硅灰掺量对RPC抗压和抗折强度的影响，结果如图2所示。
硅灰掺量对各龄期的RPC抗压强度影响较大，随着掺量的增加，抗压强度先增大后降低，在掺量为0.05时，各龄期抗压强度均达到最大值，继续增大硅灰掺量，抗压强度几乎呈直线下降，当掺量增大到0.15时，抗压强度接近甚至低于不掺硅灰时；硅灰掺量对抗折强度的影响趋势与抗压强度大体相同。
2、7、8组实验研究了砂胶比对RPC抗压和抗折强度的影响，结果如图3所示。
各龄期RPC的强度随着砂胶比的增大，均先增大后减小，砂胶比在1.2左右，强度最佳。
2、9、10组实验研究了钢纤维掺量对RPC抗压和抗折强度的影响，结果如图4所示。
由图4可知：钢纤维对RPC的抗压、抗折强度都有一定的影响。随着纤维掺量的增加，各龄期RPC的抗压强度迅速增长，在掺量达到2%后抗压强度增长缓慢，4%时的抗压强度为178.2MPa，比1%掺量的RPC提高12.0%，比2%掺量的RPC提高1.6%。纤维掺量对抗折强度的影响一直呈增大趋势，当掺量为4%时，抗折强度为72.6MPa，相对1%掺量和2%掺量的RPC抗折强度分别提高了152.1%和44.6%。由此可知，当纤维掺量超过2%后，抗压强度和抗折强度虽然还呈增大趋势，但增长速率都较缓慢，钢纤维掺量的最佳范围为2%-3%。
3结论
本实验采用国产原材料，用普通成型工艺，在标准养护条件下，制备出抗压强度为超过170MPa，抗折强度超过50MPa的超高性能RPC，并通过对强度的分析，确定了水胶比、硅灰掺量、砂胶比和钢纤维掺量等因素的合理范围。
参考文献
[1]RichardP.Compositionofreactivepowderconcrete[J].CementandConcreteResearch,1995,25(7):1501-1511
[2]孙伟,刘斯凤,赖建中等.超高性能绿色活性粉末混凝土性能的研究[J].水利学报,2002(增刊):10-14
[3]安明哲,王庆生.活性粉末混凝土配制原理及应用前景[J].建筑技术,2000,32(3):1-3
