高溫下復(fù)摻纖維RPC立方體抗壓性能研究

丙烯纖維（PPF）和鋼纖維復(fù)摻對(duì)RPC高溫爆裂的抑制效果，研究了溫度和復(fù)摻纖維摻量對(duì)高溫下RPC立方體抗壓性能的影響.結(jié)果表明：體積摻量2%的鋼纖維和0.2%的PPF復(fù)摻能有效防止RPC爆裂，高溫下立方體RPC的抗壓強(qiáng)度也相對(duì)較高.100 ℃時(shí)RPC的立方體抗壓強(qiáng)度比常溫低，200～500 ℃時(shí)立方體抗壓強(qiáng)度相比100 ℃時(shí)有所升高，600～800 ℃時(shí)立方體抗壓強(qiáng)度相對(duì)500 ℃時(shí)降低.若鋼纖維摻量相同，則20～300 ℃時(shí)，立方體抗壓強(qiáng)度隨PPF摻量增大而降低；400～800 ℃時(shí)，立方體抗壓強(qiáng)度隨PPF摻量增大而提高.若PPF摻量相同，則20～100 ℃時(shí)，立方體抗壓強(qiáng)度隨鋼纖維摻量的增大而提高；200～800 ℃時(shí)，立方體抗壓強(qiáng)度隨鋼纖維摻量的增大而降低；100～400 ℃時(shí)復(fù)摻纖維RPC的立方體相對(duì)抗壓強(qiáng)度低于普通混凝土和高強(qiáng)混凝土，400～800 ℃時(shí)復(fù)摻纖維RPC的相對(duì)抗壓強(qiáng)度則較大.基于試驗(yàn)結(jié)果，擬合出了不同纖維摻量的RPC高溫下立方體抗壓強(qiáng)度隨溫度變化的計(jì)算公式.

關(guān)鍵詞：高溫下；活性粉末混凝土；抗壓強(qiáng)度；爆裂；鋼纖維；聚丙烯纖維

中圖分類號(hào)：TU528.57文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ACompressive Properties of Cubes Reactive Powder Concrete

with Hybrid Fibers at Elevated Temperature

活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，簡(jiǎn)稱RPC）具有超高強(qiáng)度、高韌性、高耐久性、體積穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，RPC膠砂件抗壓強(qiáng)度可達(dá)200～800 MPa[1].高強(qiáng)混凝土由于致密和硬化的水泥漿體使得水蒸汽較難逸出而易于爆裂[2].通過(guò)SEM掃描分析表明，200 ℃后，摻加PPF混凝土的纖維熔化，形成眾多的孔隙，有利于水蒸汽逸出，降低了爆裂風(fēng)險(xiǎn)[3].摻加1%鋼纖維的高強(qiáng)混凝土比普通混凝土有更高的剩余抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和更高的彈性模量，鋼纖維能抑制高強(qiáng)混凝土的裂縫開(kāi)展[4].摻加鋼纖維的混凝土也比普通混凝土在高溫下有更高的抗壓強(qiáng)度，鋼纖維可以增加混凝土的極限應(yīng)變和改善其延性[5].湖南大學(xué)的何峰、黃政宇等研究了原材料品種、性質(zhì)、鋼纖維長(zhǎng)度和配合比對(duì)RPC強(qiáng)度的影響，配制的素RPC膠砂件抗壓強(qiáng)度為229.9 MPa[6].200～300 ℃，高溫后鋼纖維RPC的剩余抗壓強(qiáng)度相對(duì)室溫升高，但是400 ℃后剩余抗壓強(qiáng)度相對(duì)室溫降低[7].但目前對(duì)高溫下RPC的抗壓強(qiáng)度方面的研究還是空白.本文主要研究高溫下復(fù)摻纖維RPC試塊的破壞形態(tài)、爆裂規(guī)律和抗壓強(qiáng)度；對(duì)高溫下普通混凝土、高強(qiáng)混凝土和RPC的爆裂規(guī)律與抗壓強(qiáng)度進(jìn)行了比較分析.通過(guò)復(fù)摻鋼纖維和PPF，揭示高溫下RPC的強(qiáng)度和爆裂隨溫度變化的規(guī)律，為研究RPC結(jié)構(gòu)構(gòu)件的爆炸、火災(zāi)下破壞機(jī)制和工業(yè)化應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù).

湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2012年第11期鄭文忠等：高溫下復(fù)摻纖維RPC立方體抗壓性能研究1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)原材料及配合比

水泥：黑龍江省賓州水泥有限公司生產(chǎn)的“虎鼎牌”P.O42.5普通硅酸鹽水泥；硅灰：遵義天冠微硅粉回收有限公司產(chǎn)品，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94.5%，比表面積20 780 m2/kg；礦渣粉：遼源市金剛水泥有限公司生產(chǎn)的S95級(jí)高性能復(fù)合摻合料，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.9%，比表面積4 750 cm2/g；石英砂：哈爾濱晶華水處理材料有限公司生產(chǎn)的石英砂，40～70目和70～140目各占50%，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)在99.6%以上；減水劑：山東萊蕪紋河化工有限公司的FDN濃縮型高效減水劑，粉劑；鋼纖維：鞍山昌宏鋼纖維廠的高強(qiáng)鋼纖維，平直型，長(zhǎng)度為13 mm，等效直徑0.22 mm，長(zhǎng)徑比為59.1；聚丙烯纖維（PPF）：江蘇丹陽(yáng)產(chǎn)丹強(qiáng)絲 ，纖維長(zhǎng)度18～20 mm，平均直徑45 μm，密度0.91 g/cm3，熔點(diǎn)165 ℃；拌合水：自來(lái)水.試驗(yàn)用配合比見(jiàn)表1.