不同摻料對活性粉末混凝土的力學性能影響研究

藍焦愉 劉卓武 張志宏 趙華 李月霞

摘要：對于活性粉末混凝土而言，摻料對其物理力學性能都有著非常重要的影響。采用不同類型的摻料、摻料比例的變化都會使得活性粉末混凝土的力學性能發生改變，因此在本文的研究中，主要結合試驗結果探究不同摻料對于活性粉末混凝土力學性能所造成的影響，以期能夠為活性粉末混凝土的研究提供一定的參考。

關鍵詞：活性粉末混凝土;摻料;力學性能

1前言

作為一種復合材料，活性粉末混凝土是由多種不同的組分構成的，因此各種組分都有可能對其性能造成影響，而明確不同的摻料對于活性粉末混凝土力學性能所造成的影響，更加有利于對活性粉末混凝土的應用，因此對不同摻料對活性粉末混凝土的力學性能的影響進行研究有著非常重要的意義。

2活性粉末混凝土概述

2.1 活性粉末混凝土的基本概念

活性粉末混凝土（RPC）類似于混凝土材料，但是又與混凝土存在較大的差異，二者的差異主要體現活性粉末混凝土沒有采用粗骨料，而是使用石英砂、石英粉等活性材料對于粗骨料加以替代，從而避免了普通混凝土內部裂縫等缺陷。同時在活性粉末混凝土中一般還會加入較為細和短的鋼纖維，以增加其強度和韌性，從而避免了普通混凝土脆性較大的問題。

2.2 活性粉末混凝土的特性

活性粉末混凝土具有以下幾個方面的特性：首先是具有超高的強度;其次是活性粉末混凝土的耐久性更加良好;此外，活性粉末混凝土還具有良好的環保性能和施工性能，其密實性和流動性都較好，更加有利于施工和輸送。

3不同摻料對活性粉末混凝土力學性能的影響分析

3.1 硅微粉對RPC力學性能的影響

硅微粉可以作為硅粉的替代材料摻入RPC中，硅微粉在RPC中的主要作用為填充、產生火山灰反應和減水，通過摻加不同摻量的硅微粉，對材料的力學性能進行試驗，試驗結果如表1所示。根據表1的結果顯示，在摻加不同量的硅微粉時，RPC的強度發生了較大的變化。當硅微粉的摻量增加而硅粉的含量減小時，RPC的抗壓強度以及抗折強度都會逐漸降低，但是其強度并未出現大幅度的降低。如果全部采用硅微粉，經過標準養護之后，其強度會降低40MPa左右，但如果采用加熱養護的方式，RPC的抗壓強度降低幅度更小，特別是當在75℃養護時，其抗壓強度的降低值僅為標準養護條件下的四分之三左右。因此表明，和硅粉相比，硅微粉的火山灰活性能相對較差。如果使得40%的硅粉被硅微粉取代，其抗壓強度會維持在120MPa左右，但是超過這一比例之后，抗折強度不會發生太大的變化，但是抗壓強度會進一步降低，所以如果要將硅微粉作為RPC的組分材料，其占硅粉的比例不應該超過40%。同時，宜采用高溫養護的方式對其進行養護，以使得材料的火山灰效應能夠得到更好地發揮。

3.2 粉煤灰對RPC力學性能的影響

通過以粉煤灰代替不同比例硅粉的PRC配合比試驗，通過統計可以得到圖1的折線圖，圖1較好地反映了RPC抗壓強度的變化情況，不難發現對于粉煤灰的摻量而言，其存在一定限值，當達到這個限值時，其抗壓強度也最大，此時相較于僅摻加硅粉的情況，RPC的強度提高了約3%。在高溫下，粉煤灰的火山灰性能能夠得到更好地發揮，尤其是在溫度達到75℃時，高溫會進一步加速火山灰反應，繼而使得其強度得以提高。

3.3 細短鋼纖維不同摻和量對RPC力學性能的影響

通過摻入硅微粉、石英粉等摻加料雖然能夠使得RPC的強度和耐久性得到一定程度的提高，但是其仍然表現出了一定的脆性，為了解決這一問題，可以采用摻入鋼纖維的方式。鋼纖維的摻入旨在增加RPC的延性，通過試驗發現鋼纖維摻量的變化也會對RPC強度產生較為明顯的影響，且在摻加1.5%的鋼纖維時，其強度變化還會出現顯著的突變，即在達到該值之前抗壓強度的增加較為緩慢，當超過這一值時，增幅大概為13MPa。但是過大的鋼纖維摻量會大大增加材料成本，并增加施工難度，因此，鋼纖維摻量宜為2.0%。

4結論

在本文的研究中，通過向活性粉末混凝土中添加不同的摻料，研究了活性粉末混凝土強度的變化，具體分析了硅微粉、粉煤灰、石英粉和細短鋼纖維四種摻料對RPC力學性能的影響，發現四種材料的摻量不同，均會對RPC的力學性能產生不同程度的影響。

參考文獻

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基金項目：不同摻料對活性粉末混凝土的力學性能影響研究（201813645004）