RPC活性粉末混凝土研究

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在试验的过程中我们可以发现： 

（1）硅灰的掺入可以影响拌合物的流动性能，当硅灰掺量为5％时，拌合物的扩展度比未加硅灰时降低的

最为明显，而随着硅灰掺量的增加，扩展度降低的幅度越来越小。因为硅灰是比表面积达20m²/g的粒子，

其本身的需水量是相对大的，因此随着硅灰的加入，拌合物粘性增加，流动性下降。 
（2）从图3.1和3.2可以发现，对于蒸汽养护，加入5％的硅灰可以很大程度上提高抗折强度，比未加

硅灰提高了约52％，但随着硅灰掺量的继续增加，抗折强度的变化不大；而对于标准养护，加与不加

硅灰对抗折强度的影响并不是很大。第5个数据由于试件已经先断，故强度较低。 
（3）从图还可以看出，掺与不掺硅灰，试件的抗压强度相差比较大。对于蒸汽养护和标准养护，

掺5％的硅灰比未掺硅灰试件的抗压强度分别提高了约11.5％和6.5％。因此，配制活性粉末混凝土

时，硅灰对强度的贡献率是其他材料所无法替代的，可以认为硅灰是活性粉末混凝土不可缺少的重要组分。 

3.2 钢纤维掺量对RPC性能的影响 
　　普通混凝土抗拉强度与抗压强度之比非常低，表现为很大的脆性，而在普通混凝土中经常使用

钢筋来弥补普通混凝土的这方面的不足；从已有的实验结果表明，活性粉末混凝土的抗拉强度与抗

压强度之比一般为1/8左右，与普通混凝土相比已有很大的提高，但仍然表现为很大的脆性，而通常

采取在活性粉末混凝土中加入钢纤维来提高其韧性。在活性粉末混凝土中加入钢纤维，能起到较好

的增强、增韧作用，但同时又大幅度提高了活性粉末混凝土的配置成本。为此，试图通过试验来寻

找钢纤维掺量的活性粉末混凝土在性能和成本上理想结合点，表3.3为钢纤维掺量对活性粉末混凝

土性能影响的配合比。 

 







 
　

在试验的过程中我们可以发现： 
（1）随着钢纤维掺量的增加，活性粉末混凝土的流动性下降，主要是由于随着钢纤维掺量的增加，

需要包裹钢纤维的水泥浆体增加，使得流动性下降。 
（2）随着钢纤维掺量的增加，无论是蒸汽养护还是标准养护，活性粉末混凝土的抗折强度都有不同

程度的提高，当钢纤维掺量为4％和6％时，蒸汽养护的抗折强度分别比未掺钢纤维的提高了147％

和170％，而标准养护的28天抗折强度分别比未掺钢纤维的提高了136％和165％。在实验中发现

，除了不掺钢纤维的试件在抗折是被折断外，其他掺了钢纤维的试件在抗折时试块不会完全折断

，而表现出很高的韧性。 
（3）随着钢纤维掺量的增加，无论是蒸汽养护还是标准养护，活性粉末混凝土的抗压强度也有

较大提高。当钢纤维掺量为4％和6%时，蒸汽养护的抗压强度分别比未掺钢纤维的提高了23.7％

和43.1％，而掺8％的钢纤维后抗压强度达到167.79MPa。对于标准养护28天的试件，掺4％

和6%钢纤维的抗压强度分别比未掺钢纤维的提高了21.4％和32.8％，而掺8％的钢纤维后抗

压强度达到135.49MPa。 
　　 此外，我们还做了试件的尺寸效应对强度的影响试验。其中那个小试件为：a×b×h＝135×40×40

　由表3.5和3.6 中我们可以看出对于抗折强度，大试件明显高于小试件；而对于抗压强度，小试件

又明显高于大试件。 

3.3 钢纤维品种对RPC强度的影响 
　　随着混凝土强度的提高，其脆性也显著增大，常用的解决办法是与纤维复合。钢纤维能够阻碍

混凝土内部微裂纹的繁衍、扩展，对增加混凝土的韧性、抗冲击性等起着关键作用，有效地避免

无征兆的脆性破坏的产生。因此，在ＲPＣ中可采用掺入钢纤维来改善其脆性，增加其延性。 
　　钢纤维增强作用随长径比增大而提高，钢纤维长度太短不起增强作用，但纤维太长会影响

拌和物的和易性和施工质量，甚至导致强度降低；直径太细易在拌和过程中被弯折，太粗则在

同样体积率时增强效果差。因此在固定钢纤维体积率（２％）的情况下，实验对比研究了4种

不同品种钢纤维对ＲＰＣ强度的影响,如表3.6： 

从图3.7和3.8可以看出，钢纤维的种类对RPC的抗压强度影响不是很大，况且加入钢纤维的目的

也是为了加强RPC的韧性，即抗折强度，所以我们在选择钢纤维的种类上，应首先考虑其对抗折

强度的影响。经过试验研究和过往经验，我们在本课题研究中选择嘉兴市经纬钢纤维有限公司

生产的平直型，规格为15-40mm，等效直径为0.3-0.8mm；长径比为30～60的钢纤维。 

3.4 砂的级配对RPC强度的影响 
　　一般说来，集料比水泥石基体要坚固，集料较高的弹性模量能抑制各种收缩，如塑性收缩

、干操收缩、自收缩等，这就导致在水泥石---粗集料界面上产生剪力及拉力，剪力及拉力随

颗粒尺寸增大而增加，若这些力超过了粘结强度，就会引起附加开裂。另外，水泥石---

粗集料界面即过度区是传统混凝土的最薄弱区域。因此，减小混凝土中集料颗较尺寸，

取消粗骨料，成为ＲＰＣ混凝土的设计原则之一。 
　　实验对比研究了砂的颗粒尺寸对RPC强度的影响。其配合比如表3.8所示。 

 

在天然河砂作为ＲＰＣ混凝土的骨料配制成的ＲＰＣ浆体中，粒径范围窄的砂配制成的浆体的流动

度比粒径范围宽的同类砂配制成的浆体的流动度要小。砂的粒径的不同对混凝土抗折强度的影响

较大，由图3.9我们可以看出无论是蒸养还是标养，0～5mm粒径的砂的抗折强度都是最小的，

最高强度值出现在级配为0～1.25的28天标养试件上。对于抗压强度，由图3.10我们可以

看出，蒸养试件明显高于标养试件。不同的级配，蒸养的试件之间抗压强度大小的差别不是很大。 

3.5　RPC收缩性研究 
　　在养护的过程中，混泥土由于水分的蒸发和散热等而发生收缩变形，在实验中，我们用每水泥，

硅粉，粉煤灰，砂，外加济，水分别为650，150，200，1000，80，122的配合比配制三组试件

进行收缩性试验，其实验数据如表3.10所示：  

　　可见，随着养护期的增长，收缩性的大小也随之增强。但随着时间的增加，其收缩性大小会逐渐趋于平缓。

RPC是水胶比低，水泥标号较高，水泥用量大而且掺有大量的磨细活性掺合料。这种组成导致早期胶凝材料的

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