活性粉末混凝土RPC、水泥蓋板專用料、鋼纖維混凝土
定義:活性粉末混凝土,是20世紀90年代開發(fā)出的超高強度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定性良好的新型材料。能夠使薄弱的界面得到大幅度加強,使斷裂能提高兩個數(shù)量級以上,成為一種高強度、高韌性、低孔隙率的混凝土材料。主要應(yīng)用于橋梁等建筑工程。
活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,以下簡稱RPC)是繼高強、高性能混凝土之后,出現(xiàn)的一種力學(xué)性能、耐久性能都非常優(yōu)越的新型建筑材料。 RPC是在20世紀90年代同法國一個實驗室開發(fā)研究出的新型超高性能材料。它是在DSP(Densified System containing ultra-fine Particles)材料與纖維增強材料相復(fù)合的高技術(shù)混凝土。根據(jù)其組成和熱處理方式的不同,這種混凝土的抗壓強度可以達到200MPa 至800MPa;抗拉強度可以達到20MPa至50MPa;彈性模量為40Gpa至60Gpa;斷裂韌性高達40000J/m2,是普通混凝土的250倍,可與金屬鋁媲美;氯離子滲透性是高強混凝土的1/25,抗?jié)B透能力極強;300次快速凍融循環(huán)后,試樣未受損,耐久性因子高達100%;預(yù)應(yīng)力活性粉末混凝土梁的抗彎強度與其自重之比接近于鋼梁。RPC在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用可以解決目前的高強與高性能混凝土抗拉強度不夠高、脆性大、體積穩(wěn)定性不良等缺點,同時還可以解決鋼結(jié)構(gòu)的投資高、防火性能差、易銹蝕等問題。
優(yōu)點: 從工程應(yīng)用角度來看,活性粉末混凝土有以下的優(yōu)點: ⑴ RPC可以有效地減輕結(jié)構(gòu)物的自重。 RPC具有很高的抗壓強度和抗剪強度,在結(jié)構(gòu)設(shè)計中可以采用更薄的截面或具有創(chuàng)新性的截面形狀,從而使結(jié)構(gòu)自重比普通混凝土結(jié)構(gòu)輕得多。 ⑵可以大幅度提高結(jié)構(gòu)物的耐久性。 RPC材料減小了界面過渡區(qū)的厚度與范圍。骨料粒徑的減小,其自身存在缺陷的機率減小,整個基體的缺陷也減少。RPC十分密實,孔隙率極低,它不但能夠阻止放射性物質(zhì)從內(nèi)部泄漏,而且能夠抵御外部侵蝕性介質(zhì)的腐蝕,從整體上提高了體系均勻性、強度和耐久性。 ⑶采用RPC設(shè)計的構(gòu)件。 從而極大地減少箍筋和受力筋的用量,甚至可以不設(shè)置箍筋。 ⑷RPC結(jié)構(gòu)的高耐久性。 極大地減少或免除了維護費用,延長了使用壽命,因而具有很高的性能價格比。 ⑸RPC材料的高韌性和結(jié)構(gòu)自重的減輕 有利于提高結(jié)構(gòu)的抗震和抗沖擊性能。 ⑹RPC材料的耐高溫性、耐火性 RPC材料的耐高溫性、耐火性以及抗腐蝕能力遠遠高于鋼材。 由上述RPC材料的優(yōu)點可以看出,采用RPC材料可以延長結(jié)構(gòu)壽命,免除維護費用,降低工程建設(shè)和使用的綜合造價。
技術(shù)性能指標(biāo): RPC材料技術(shù)性能 RPC材料的突出技術(shù)性能主要表現(xiàn)在硬化體的高強度、高韌性、高耐久性,拌合物的良好施工性能,原材料組成的環(huán)保性能。 一、力學(xué)性能 RPC材料的強度可按抗壓強度分為200MPa級、500MPa級和800MPa級。200MPa級的RPC材料已在工程中應(yīng)用,500MPa級尚處在試驗室研究階段,800MPa級RPC材料則處在試驗室試配階段。不同強度等級的RPC所用的原材料與生產(chǎn)工藝有較大的差異。RPC材料同HPC相比,顯著的特點是強度高、韌性大,抗拉強度尤為高。200MPa級RPC材料的抗壓強度為170-230MPa,是高強混凝土的2-4倍,同時具有很高的變形能力。抗折強度為20-40MPa,是高強混凝土的4-6倍,摻入纖維后拉壓比可達1/6左右。 該強度級別的RPC材料斷裂韌性高達20000-40000J/m-2,比普通混凝土與高強混凝土高出100倍,可與金屬鋁媲美。 加拿大的工業(yè)化試驗表明:優(yōu)選的地方材料通過混凝土攪拌車或固定攪拌機可生產(chǎn)200MPa級RPC材料。 二、耐久性能 RPC材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密、缺陷少,因此具有很高的耐久性。加拿大Quebec省Sherbrooke市中心的世界上第一座RPC結(jié)構(gòu)橋梁(行人/自行車橋)所用的200MPa級RPC材料耐久性試驗表明:300次快速凍融循環(huán)(最高溫度4℃、最低溫度-18℃、溫度變化速度6℃/h)后,試樣未受損,耐久性因子高達100%;RPC板的50次含除冰鹽的凍融試驗結(jié)果,重量損失率平均低于8g/M2,而Quebec省的允許標(biāo)準(zhǔn)為600g/M2,因此可忽略不計;測定的氯離子滲透性在6-9庫侖間波動,而30MPa普通混凝土的氯離子滲透性為5000庫侖、80MPa高性能混凝土的氯離子滲透性為約500庫侖,由此可見它的抗?jié)B透能力非常好,能有效地阻止有害介質(zhì)的侵入。600次快速凍融試驗RPC試件的動彈性模量無損失、質(zhì)量無損失。 三、施工性能 RPC拌和物不僅流動性好,而且粘聚性良好,在運輸、澆注和搗實過程中不發(fā)生離析現(xiàn)象。在窄小的模板內(nèi)和鋼筋間隙的通過性能良好,澆注后不需要振搗。 四、環(huán)保性能 RPC材料具有良好的環(huán)保性能。分別采用RPC材料、鋼結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土的同等抗彎能力的工字型梁,截面尺寸如圖3所示,可見RPC材料所制成的構(gòu)件截面尺寸可等同于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。表1給出了同等承載力條件下, 30MPa引氣型普通混凝土、60MPa的HPC及RPC材料的等效體積、水泥用量、生產(chǎn)水泥過程CO2排放量及骨料用量。由表1可見,同等承載力條件下RPC材料的水泥用量幾乎是普通混凝土與HPC的1/2,因此同等量水泥生產(chǎn)過程CO2排放量也只有一半左右。生產(chǎn)過程不可再生的自然資源骨料的用量RPC材料只占HPC與30MPa混凝土的1/3與1/4。 包裝與貯存: ★ 50kg/袋,宜在室內(nèi)陰涼、干燥、通風(fēng)處保存,可在零度以下環(huán)境中存放。 |