RPC(活性粉末溷凝土)材料简介
活性粉末混凝土的力学性能及应用
活性粉末混凝土的力学性能及应用摘要：活性粉末混凝土是一种新型高性能混凝土，简称RPC(Reacfive Powder Concrere) 国内外很多学者已开展了活性粉末混凝土的研究工作，已取得了一定的成果。
本文就活性混凝土的主要力学性质进行阐述，并对其应用前景进行分析。
关键词：活性粉末混凝土；力学性能；粉煤灰。
1概述活性粉末混凝土(RPC)是由世界最大的营造公司之一法国布伊格(Bouygues)公司以Pierre Richard为首的研究小组在1993年率先研发成功的一种超高强、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的水泥基复合材料。
由于增加了组分的细度和反膻活性，因此它被称为活性粉末混凝土(Reaclive Powder Concrete，简称为RPC)。
世界上第一座以RPC为材料的步行／自行车桥位于加拿大魁北克省的谢布洛克(Sherbmoke)市。
该桥于1996—1997年期间建成的。
采用RPC钢管混凝土桁架结构。
桥跨度60m，桥面宽4．2m。
桥面板厚为30mm，每隔1．7m设置高70mm的加强肋。
桁架腹杆是直径为150mm、壁厚为3mm的不锈钢管、内灌RPC200。
下弦为RPC双梁，梁高380mm；均按常规混凝土工艺预制。
每个预制段长10m、高3m，运到现场后用后张预应力拼装。
1998年8月在加拿大召开的高性能混凝土与活性粉末混凝土国际研讨会上，就RPC的原理、性能和应用进行了广泛的讨论，与会专家一致认为：作为一种新型混凝土，RPC具有广阔的应用前景。
2 活性粉末混凝土的基本原理RPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率和极低渗透性的超高性能混凝土。
它主要由水泥、石英砂、石英粉、硅灰、钢纤维和高效减水剂组成，采用适当的成型和养护工艺制成的。
它的基本配制原理是：材料含有的微裂缝和孔隙等缺陷最少，就可以获得由其组成材料所决定的最大承载能力，并具有特别好的耐久性。
根据这个原理，RPC所采用的原材料平均颗粒尺寸在0.1μm到1mm之间，目的是尽量减小混凝土中的孔间距，从而使拌合物更加密实。
厚积薄发——中国活性粉末混凝土(RPC)技术发展历程综述
厚积薄发——中国活性粉末混凝土（RPC)技术发展历程综述〇张荣福沈立新4性粉末混凝土（R e a c t i v e P ow der C o n c re te,国际通称 RPC)是继高强、高性能混凝土之后，20世纪90年代中欧洲开发出的超高强 度、高韧性、高耐久、体积稳定性良 好的水泥基材料。
众所周知，普通混 凝土因材料自身特性与缺陷，存在强 度低、耐久性差的问题，为满足建设 大型和超大型结构物、严酷环境中运 用的特种结构以及提高建筑物使用寿 命等场合的普遍需要，发展高强度、低渗透性的混凝土材料便成为业界研 究人员多年来的主攻目标。
RPC技术问世以来，经二十余年 的持续深入研究和为数众多的工程应 用，形成了完整的材料理论体系，积 累了丰富的工程实践案例。
由于RPC材 料所具有的良好技术参数，其产品具 有高强度、高耐久性、纤薄轻质的特 点，且易于造型、制造方便，整个寿 命周期内使用成本大幅度降低，工程 应用中具有非常优异的性能价格比。
良好的性能特点高强度、高安全性和可靠性RPC抗压强度可高达200兆帕，为普通高强混凝土的2-3倍，抗折强度高 达24兆帕，为普通高强混凝土的4-6 倍，其抗冲击能力也很强，断裂韧性 比普通混凝土高百倍以上，具有很高 的安全性和可靠性。
高耐久性RPC材料的各组分具有很好的适应性，性能指标长期稳定。
其抗渗性指标、600次快速抗冻融指标、氯离子渗透性指标等耐久性参数远高于普通混凝土，产品具有很高的物理稳定性，能有效阻止有害介质的侵入，使制品寿命大幅度延长。
轻质RPC容重与普通混凝土基本相同，由于其具有的超高强度，同样承载力下，RPC构件的重量仅为普通混凝土的1/2〜1/3左右，大大降低了结构自重，极大方便了运输和安装。
RPC的这一优势和特点，在板型和薄壁构件中显得尤为突出。
质量稳定、易于制造、外形规范RPC采用工厂化生产工艺预制生产，其产品质量稳定可靠，外形尺寸规整统一。
活性粉末混凝土的制备、结构及性能
活性粉末混凝土的制备、结构及性能摘要:活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete简称RPC）是一种超高强水泥基材料，本文通过调整粉煤灰、硅灰等掺合料和水胶比等，研究了其对RPC性能的影响，并且确定了其最佳的掺量。
同时借助XRD和SEM等测试手段对RPC的水化产物和微观结构进行分析后发现RPC是一个未完全水化但非常密实的结构体。
关键词：活性粉末混凝土；RPC；最佳掺量；微观分析1 引言活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete简称RPC）是法国Bouygues公司1993年研制成功的一种超高强度、高耐久性及高韧性的新型水泥基复合材料[1]，其抗压强度可以达到200MPa-800MPa级，抗折强度20MPa-150MPa级。
由于RPC具有很高的抗压、抗折强度以及较强的耐久性，在结构设计中能够有效减少自重，提高结构的抗震和抗冲击性能。
另外，RPC特殊的结构决定了其耐高温性、耐火性和耐腐蚀性远优于钢材。
国内RPC材料的运用不仅能有效利用粉煤灰、矿渣等工业废料，而且其强度很高，一定程度上能够减少对钢材的需求。
同时采用RPC材料与同类混凝土材料相比可以延长结构寿命，大幅减少维修费用，降低工程建设和使用的综合造价。
因此，RPC目前开始广泛应用于房屋、桥梁道路、高铁以及军事设施，前景十分广阔。
本实验的的主要内容是研究原材料、水胶比等对RPC的性能的影响，同时借助XRD、SEM等测试手段对RPC的水化产物和微观结构进行进一步的分析，以了解水化产物和微观结构对宏观性质的影响。
2 实验部分2.1 原材料及性能检测（1）水泥采用华新堡垒P.O 42.5水泥，水泥细度3200cm²/g，初凝时间大于90min，终凝时间小于360min，烧失量为0.5%。
（2）硅灰云南某铁合金厂生产的微硅粉，硅粉的特征状态为灰白色细粉，SiO2含量大于90%，密度2.21g/cm²，粒径2μm以下，平均粒径0.3μm左右，比表面积143100cm²/g。
活性粉末混凝土(RPC)电缆槽、人行道盖板预制施工工法
活性粉末混凝土（RPC）电缆槽、人行道盖板预制施工工法活性粉末混凝土（RPC）电缆槽、人行道盖板预制施工工法一、前言活性粉末混凝土（RPC）是一种新型高强度、高性能的混凝土材料，具有优异的抗压强度和耐久性。
该材料在电缆槽和人行道盖板的预制施工中得到了广泛应用。
本文将介绍活性粉末混凝土（RPC）电缆槽、人行道盖板预制施工工法，并对其工法特点、适应范围、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。
二、工法特点1. 高强度：RPC具有更高的抗压强度，能够满足电缆槽和人行道盖板的强度要求。
2. 耐久性：RPC具有出色的耐久性能，能够在恶劣环境中长时间使用。
3. 抗渗透：RPC具有很好的抗渗透性，能够有效地防止水分、气体和化学物质的渗透。
4. 尺寸稳定性：RPC具有优异的尺寸稳定性，不容易发生变形和开裂。
5. 轻量化：RPC材料相对较轻，便于运输和安装。
三、适应范围活性粉末混凝土（RPC）电缆槽、人行道盖板适用于城市道路、桥梁、隧道等各类道路交通设施。
四、工艺原理该工法的实际工程应用基于以下原理：1.活性粉末混凝土（RPC）的特性可以提供所需的抗压强度和耐久性。
2. 预制施工方式可以确保产品的一致性和质量稳定性。
3. 采用适当的技术措施，如震动、振捣、养护等，可以保证施工质量。
五、施工工艺1. 设计和制作模具：根据实际需求，设计和制作适合的模具。
2. 材料准备：准备活性粉末、骨料、水和其他辅助材料。
3. 混合材料：按一定比例将活性粉末、骨料和水混合，并进行搅拌，形成RPC混凝土糊。
4. 浇筑与振捣：将RPC混凝土糊倒入模具中，进行振捣以排除气泡和提高密实度。
5. 养护：在适当的温度和湿度下养护RPC制品，以保证其强度和耐久性。
六、劳动组织根据施工规模和工期安排施工人员，包括项目经理、施工队长、施工工人和质检人员等。
七、机具设备该工法所需机具设备包括混凝土搅拌机、模具、振动台、养护箱等。
高速铁路RPC盖板生产技术
摘要:RPC由于其超高强度、高耐久性及高韧性等诸多优越性目前已广泛应用于各领域，本文结合高速铁路RPC盖板的生产实践，从RPC盖板的生产设施、设备的配备、生产工艺以及质量控制要点等方面进行了提炼、总结。
关键词:RPC盖板生产技术工艺质量控制1概述活性粉末混凝土（即reactive powder concrete简称RPC）是由石英粉、掺合料、钢纤维、水泥、外加剂等原材料组成的一种超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的水泥基材料。
此种材料法国在90年代中期开始研制应用，国内在本世纪初开始研制，由于材料自身的诸多优越性，2006年开始广泛应用于高速铁路工程。
本文主要从RPC盖板的生产设施、生产工艺、配方、生产设备以及质量控制方面进行总结。
2RPC盖板生产概况RPC盖板其主要性能指标抗压强度≥130Mpa，抗折强度≥18Mpa，弹性模量≥48Gpa。
临汾预制构件厂生产大西客专桥梁RPC盖板共计39万块，混凝土2700m3，日生产3000块。
盖板生产从2011年3-4月试生产，根据工程实际，在2012年5-10月正式生产，生产时间共计6个月。
3RPC盖板生产布置3.1整体布局RPC盖板生产车间利用现有厂房设置，厂房面积20m*75m，厂房一端为HZN60拌合站，搅拌机出料口下为螺旋分料机，沿分料机中心布置一条输送线，输送线一侧布置8个振动平台。
厂房的另一端设置6个初养养护室和脱模区，厂房外另设置6个终养养护室，终养养护室附近设置4t的蒸汽锅炉房。
厂房外靠近拌合站设置洗模池两个，一个模具盐酸浸泡池，一个模具清洗池。
3.2拌合站的配备RPC混凝土粘聚力强，粘性大，搅拌机的选择应为强制式搅拌机，搅拌速度不低于45转/岀分，其机容量根据每天浇筑的混凝土方量及螺旋输送机的容量确定，螺旋输送机的容量为0.4m3岀，搅拌机的机容量按照大于0.5m3配置，原材料的计量精确度高，用水量和外加剂的计量误差控制在0.5%，选用HZN60全电脑自动控制搅拌机。
RPC盖板预制工程生产运行及产品质量控制
RPC盖板预制工程生产运行及产品质量控制摘要：活性粉末混凝土（即Reactive Powder Concrete，以下简称RPC）是继高强、高性能混凝土之后，通过采用常规的水泥等材料开发出的超高强度、高耐久性、高韧性和体积稳定性良好的水泥基材料，是DSP材料与纤维增强材料复合而成的高性能混凝土。
RPC材料具有很高的抗压强度、抗剪强度和较强的耐久性，在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状替代原有普通砌块同类产品因此RPC材料目前开始广泛应用于房建和桥梁工程以及军事设施等，其应用前景广泛。
关键词：生产准备；盖板厂生产运行资源配置；质量保证。
引言RPC材料作为高技术混凝土，其性能同普通混凝土和现有的高性能混凝土相比有了质的飞跃，并且在经济性和环保性方面优于钢材。
RPC盖板可以有效地减轻结构物的自重，由于RPC盖板的特点可以减小了界面过渡区的厚度。
骨料粒径的减小，自身存在缺陷的机率较小，整个基体的缺陷也较少，RPC十分密实，孔隙率极低，它不但能够阻止放射性物质从内部泄漏，而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀，从整体上提高了体系均匀性、强度和耐久性。
同时减少箍筋和受力筋的用量，甚至可以不设置箍筋，同时也减少或免除了维护费用，延长了使用寿命，因而具有很高的性能价格比。
RPC材料具有很高的抗压强度、抗剪强度和较强的耐久性，在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状替代原有普通砌块同类产品。
RPC材料的高韧性和结构自重的减轻有利于提高结构的抗震和抗冲击性能。
RPC材料的耐高温性、耐火性以及抗腐蚀能力远远优于钢材。
由上述RPC材料的优点可以看出，采用RPC材料可以延长结构寿命，大幅减少维护费用，降低工程建设和使用的综合造价。
因此RPC材料目前开始广泛应用于房建和桥梁工程以及军事设施等，其应用前景广泛。
1、RPC盖板出现的主要质量问题及成因分析1、盖板强度不够电缆槽盖板设计强度为130Mpa，实际生产过程中，个别批次有120Mpa左右的情况。
活性粉末混凝土规范
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由于其独特的性能，RPC在桥梁、高层建筑、地下管道等工程领域具有广泛的应用前景。
本文将对活性粉末混凝土的规范进行详细阐述，包括材料选择、配合比设计、施工技术和性能测试等方面，以期为相关从业人员提供有价值的参考。
活性粉末混凝土研究综述
摘 要：活性粉末混凝土作为一种新型超高性能混凝土，其力学性能的影响因素一直是广大学者的研究热点，根据国内外科研工
作者的研究成果，对活性粉末混凝土力学性能影响因素进行综合论述，并提出一些有价值的结论。
关键词：活性粉末混ＴＵ５２８
文献标识码：Ａ
０ 引言
活性粉末混凝土（ＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｄｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅ，简称 ＲＰＣ）是在 ２０世纪 ９０年代由法国一个实验室开发研究出的一种继高强混凝 土和高性能 混 凝 土 之 后 的 新 型 超 高 性 能 水 泥 基 复 合 材 料。 ＲＰＣ 同常规混凝土相比，根据其组成成分和浇筑成型后热处理方式的 不同，这种新型混 凝 土 具 备 更 优 异 的 力 学 性 能，其 抗 压 强 度 可 以 达到 ２００ＭＰａ～８００ＭＰａ，抗拉强度可以达到 ２０ＭＰａ～５０ＭＰａ。 除了超高强度之外，ＲＰＣ还具备高韧性、高耐久性、体积稳定性良 好等特点，因此 ＲＰＣ在国内外被广泛的应用于军事、核电、桥梁、 海洋和港口等多个工程领域当中。
２．３ 水胶比
西北农林 科 技 大 学 史 凯 方 等［５］采 用 正 交 试 验 设 计 方 法 对 ＰＲＣ的配合比进行试验研究，探讨了水胶比等因素对 ＲＰＣ各项力 学性能影响规律和机理。结果表明：水胶比对 ＲＰＣ的力学性能影 响显著，ＲＰＣ２００水胶比宜取 ０．１８～０．２０之间。高于 ０．２０水胶比 会使 ＲＰＣ强度明显降低，低于 ０．１８时混凝土成型困难，缺陷增多。
３ 其他因素对 ＲＰＣ力学性能的影响
西南科技大学高燕等［６］通过设计正交试验对掺有固硫灰的 活性粉末混凝土的力学性能及收缩性能进行研究。试验结果表 明：使用固硫灰、硅灰、高效减水剂、石英砂等材料再通过湿热养 护可以配制出抗压强度达到 １４０ＭＰａ的 ＲＰＣ；采用湿热养护可 以加速 ＲＰＣ的水化反应，形成密实度更高的 ＲＰＣ，其早期强度比 标准养护高出 ３０ＭＰａ左右；湿热养护可以提高 ＲＰＣ的早期收 缩，同时降低后期干性收缩，整体收缩率大于标准养护条件下的 ＲＰＣ；固硫灰的膨胀特性可以降低活性粉末混凝土自收缩大的缺
RPC技术及产品介绍
完成日期 2007年 2008年 2009年 2009年 2010年 2011年 2011年 2011年 2012年 2012年 2014年 2015年
截止2015年底，高铁和客专已完成约60万立方米RPC的生产
工程实例—国内
2003年，RPC在国内工程上首次应用--北京市五环路石景山转体斜拉桥隔 离带RPC圆孔盖板。尺寸2000*1200*60mm，孔为∮ 40mm，无配筋，可切割、 钻孔，混凝土采用RPC140，目前使用状况良好。
概述
前言 本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。 本标准由全国混凝土标准化委员会（SAC/TC458） 归口。 本标准负责起草单位：清华大学。 本标准参加起草单位：北京交通大学、北京惠诚基 业工程技术有限责任公司、湖南大学、拉法基瑞安（北 京）技术服务有限公司、中国建筑科学研究院、中铁十 二局集团公司、北京建筑大学、北京市建筑工程研究院 有限责任公司。 本标准起草人：阎培渝、安明喆、都清、黄政宇、 王边、周永祥、黄直久、宋少民、贺奎、季文玉、王强、 王中军、尹会军。
工程实例—国外
钢筋混凝土 40MPa
RPC 180MPa
钢筋混凝土厚25cm RPC厚15cm
韩国JOBOL梁板结构斜拉桥
工程实例—国外
工程实例—国外
法国马赛 欧洲与地中海文明博物馆
工程实例—国外
加拿大shawnessy轻轨站
工程实例—国内
地点
北京 沈阳 迁曹铁路 蓟港铁路 郑西高铁 南京 马房大桥 石磁高速 长沙
国内RPC工程应用汇总
类型
公路隔离带空心板 工业厂房梁及盖板
铁路低高度梁 铁路超低高度梁
水泥RPC配比
活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)是20世纪90年代法国学者Richard等[1]研制开发的一种新型混凝土.它由级配良好的细砂、水泥、石英粉、硅灰、高效减水剂等制成,其抗压强度可达200～800 MPa,断裂能亦可达40kJ/m2,因而在工程领域中具有很大的应用价值和发展潜力,已成为混凝土研究领域的一个热点.1997年,加拿大Sherbrooke的Magog河上长达60m的人行桥建成,完成了RPC从理论到实践的飞跃[2].国外对RPC进行的相关研究工作有很多,包括RPC的颗粒堆积状况及水化动力情况[3]、RPC水化过程中毛细管网络的演变[4]、硅灰对RPC中钢纤维与基体粘结强度的影响[5]、RPC的断裂性能[6]、将RPC作为一种新型的修补材料[7]等等.国内在这方面开展的工作也不少[8,9].由于RPC水胶比很低,造成其搅拌和成型较普通混凝土困难[10],因而其流变性是人们非常关心的.杨吴生等[11]用旋转粘度计研究了新拌RPC的流变特性,发现其所有配比的RPC均表现为宾汉姆流变特性,即具有屈服应力.虽然通过调整一些配比,能够提高RPC的流动性,包括降低其屈服应力[11]、提高跳桌流动度[8]等,但仍需借助振动、加压、手动辅助等成型方式来达到其密实要求.这不仅消耗了大量的人力和物力,而且材料易产生缺陷,最终导致混凝土构筑物性能严重下降.自密实混凝土无需任何振动,它可以依靠自重填充建筑模具的每个角落,并且达到密实[12],是高性能混凝土的重要发展方向之一.如果活性粉末混凝土能够达到自密实,则会大大简化生产工艺,并对生产薄壁制品、细长构件和其他新颖结构形式的构件提供广阔的应用前景.新一代减水剂———聚羧酸盐减水剂在普通自密实混凝土中正获得越来越多的应用,因为它能使水泥浆体具有更小的流动极限(屈服应力接近零)和更高的动力学粘度,因而更能满足自密实混凝土的要求[13,14].本文采用聚羧酸盐减水剂配制大流动度活性粉末混凝土,并实现了自密实的要求.综合考察了聚羧酸盐减水剂掺量、水胶比、粉煤灰替代水泥比例、硅灰替代石英粉比例这4种因素对活性粉末混凝土流动性能及力学性能的影响.1试验部分1.1原材料水泥(C):P·O42.5普通硅酸盐水泥,上海海豹水泥厂生产;石英砂(S):0.4～0.261mm;石英粉(Qu): 0.044mm;硅灰(SF):Elken公司生产的非凝聚硅粉,SiO2含量92.25%1);粉煤灰(FA):安徽淮南平圩发电厂I级灰,平均粒径19.7171μμm;聚羧酸盐减水剂(PC):p H值中性,固含量40%,上海澳申建筑化学科技有限公司生产.1.2基准配合比的确定水泥和水混合后,熟料矿物发生水化反应.硅酸三钙和硅酸二钙的水化产物为水化硅酸钙和氢氧化钙.由于具有巨大的比表面积和刚性凝胶的特征,水化硅酸钙凝胶粒子间因存在范德华力和化学结合键而具有较高的强度;氢氧化钙晶体通常只起填充作用,但因其具有层状构造,层间结合较弱,在受力较大时是裂缝的策源地.要将氢氧化钙完全转化为雪硅钙石Ca5(Si6O18H2),Ca与Si的摩尔比为0.83,则CaO与SiO2的质量比为0.78.算入水泥中已含的CaO与SiO2,粗略计算得需加入的SiO2量应为水泥质量的0.613～0. 644[8].建议掺入的SiO2量与水泥用量之比为0.62[1],即硅灰与磨细石英粉总用量与水泥用量之比为0.62.当硅灰与水泥质量之比为0.25左右时,硅灰与水泥二元体系浆体的密实度基本达到最高值[15],说明此时硅灰能够充分填充水泥颗粒之间的空隙.故水泥与硅灰的比例取为1∶0.25;水泥与磨细石英粉的比例为1∶0.37.即基准配合比为:m(水泥)∶m(硅灰)∶m(磨细石英粉)=1∶0.25∶0.37.当石英砂掺量为胶凝材料质量的1.36～0.88倍时可获得相对较高的强度[8],考虑到自密实性能对工作性能的要求,采用石英砂掺量为水泥质量的1.1倍,此时材料可达到较高强度,同时又具有相对好的工作性能.1.3试样制备及性能测试将称量好的水泥、硅灰、石英砂、石英粉、粉煤灰(粉煤灰替代等质量水泥作为胶凝材料)放入搅拌锅中干拌3min,使材料混合均匀;加入一半溶有聚羧酸盐减水剂的水,搅拌3min;再加入另外一半水,搅拌6 min,得到浆料.用评价减水剂性能的简便方法———砂浆坍落扩展度[16]来评价RPC的流动性.砂浆坍落扩展度试验装置采用GB/T2419—2005《水泥胶砂流动度测定方法》中的截锥试模(高度60mm,上口内径70mm,下口内径100mm)和500mm×500mm×8mm的玻璃板.将新拌好的RPC浆料一次性装入试模,捣实、表面刮平后,向上轻轻提起试模.待浆料坍落扩展度稳定不变后,测量最大扩展直径及与其垂直的直径,求两者平均值并以此来评价浆料流动性能;同时观察坍落扩展后的浆料周围有无泌水、离析现象,并以此作为其稳定性的直观考察.用L2box测量阻滞率,并以此衡量混凝土透过钢筋间隙的能力[17],装置如图1所示.试验需要12L 活性粉末混凝土,操作过程如下:将仪器放置在水平地面上,确保其拉门可以自由开关.预先润湿仪器内表面,并擦去多余的水.将仪器的垂直部分填满混凝土后放置1min,上提拉门,让混凝土流到仪器的水平部分.当混凝土不再流动时,记录H1和H2,并计算H2/H1的值,即为阻滞率.整个操作过程必须在5min内完成.采用拌和物密度分层度来评价RPC拌和物的抗离析性.拌和物密度分层度为分层度筒内上下层拌和物湿表观密度差(ρU-ρL)与平均湿表观密度的比值[18].分层度越低,表示拌和物的匀质性越好,即其抗离析性越好.采用《建筑砂浆基本性能试验方法》中分层度试验方法的设备,浆料装满分层度筒后静置30min,然后分别取上下1/3分层度筒高度的浆料测得上下层拌和物的密度.将拌好的浆料在40mm×40mm×160mm 三联胶砂试模中成型.成型时将浆料从试模一端倒入,让其依靠自重填充模具;对个别坍落扩展度较小、不能很好填充的试样,采用捣棒插捣使其密实.试件在标准养护条件下带模养护1d后脱模,然后在水中养护至28d.试件抗折、抗压强度的测量按《水泥胶砂强度检验方法(ISO)法》(GB/T17671—1999)进行.2结果与讨论2.1影响RPC坍落扩展度的因素试验考察了水胶比、减水剂掺量、粉煤灰替代等质量水泥比例、硅灰替代等质量石英粉比例对新拌RPC 浆料坍落扩展度的影响.试验配合比参数及坍落扩展度试验结果见表1.其中A,B,C系列中的胶(凝材料)是指水泥、硅灰、粉煤灰的总和;D系列中的胶则指水泥、硅灰和石英粉的总和.2.1.1水胶比对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响毫无疑问,提高水胶比将提高浆体流动度.这里的试验目的是想了解在固定减水剂用量条件下,能够在满足RPC自密实流动度要求的同时又能使浆体具有良好稳定性的用水量范围.由表1可见,在水胶比从0. 215升至0.275的过程中(A系列),新拌RPC浆料的坍落扩展度基本上是线性上升的.水胶比达到0.255以后,浆料坍落扩展度的增加变缓.这主要是因为当水胶比达到0.255以后浆料开始出现明显的泌水现象,其稳定性已不能满足要求.而当水胶比低到0.215时,浆料的坍落扩展度只有220mm,流平性已显不足. 2.1.2聚羧酸盐减水剂掺量对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响表1中,当聚羧酸盐减水剂掺量为胶凝材料质量的0.8%～1.4%时(B系列),RPC的水胶比最大有0. 009的增加.由水胶比对坍落扩展度近似线性的影响关系可以看出,水胶比增加0.001可造成坍落扩展度增加约1.4mm,扣除水胶比增大导致的影响,还是可以看到随聚羧酸盐减水剂掺量由0.8%增大到1.4%,新拌RPC浆料的坍落扩展度变化呈现先上升后下降的趋势.坍落扩展度上升显然是吸附了减水剂的胶凝材料达到了更好的分散,从而使胶凝材料絮凝体内部包裹的水分被充分释放的结果.坍落扩展度在达到最大值后重新下降,则是减水剂掺量超过了胶凝材料饱和吸附量的结果.因为试样水胶比较小,减水剂超过饱和掺量后,随着减水剂固相掺量的继续增加及其在过饱和状态下吸附水量的增加,会导致浆体中的自由水量减少,浆体粘稠度增大,从而使其坍落扩展度有所下降.2.1.3粉煤灰替代等质量水泥对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响表1中C系列考察了粉煤灰替代等质量水泥对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响.由表1可见,粉煤灰替代等质量水泥对新拌RPC浆料的坍落扩展度有着明显的改善作用.这主要是因为粉煤灰是玻璃微珠颗粒,在浆料中起滚珠轴承作用,从而可改善浆体的流动性能.2.1.4硅灰替代等质量石英粉对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响表1中D系列考察了硅灰替代等质量石英粉对新拌RPC浆料坍落扩展度的影响.由表1可见,随着硅灰替代等质量石英粉比例的增大,新拌RPC浆料的坍落扩展度逐渐下降.这是因为硅灰粒径在1μm以下,其比表面积相对石英粉要大很多,需水量较大,因而随着硅灰替代等质量石英粉比例的增加,RPC浆料的坍落扩展度就会呈现下降趋势.2.2大流动度活性粉末混凝土的力学性能水胶比、减水剂掺量、粉煤灰替代等质量水泥比例、硅灰替代等质量石英粉比例这些因素对RPC力学性能的影响见图2～5.由图2可知:随着水胶比的增大,RPC的抗折强度基本逐步下降,而抗压强度则是先上升后下降.0.215水胶比时RPC的抗压强度较低,这是由于该水胶比下RPC浆料的坍落扩展度仅为220mm,试样成型时经过插捣,显然是浆料密实性不足,故此时RPC的抗压强度相对较低.由图3可知:聚羧酸盐减水剂掺量对RPC抗折强度的影响趋势与其对RPC坍落扩展度的影响是一致的.但是RPC的抗压强度随着聚羧酸盐减水剂掺量的增加而下降,这可能是由于聚羧酸盐减水剂的引气作用所造成的.由图4可知:随着粉煤灰替代等质量水泥比例的增大,RPC的抗折强度与抗压强度总体均呈下降趋势.在粉煤灰替代等质量水泥比例为0.2(即图中的20%)时,RPC的抗压强度略有上升,这可以解释为:粉煤灰达此掺量更有利于浆料内部气泡溢出从而密实,因此使其抗压强度略有上升.由图5可知:随着硅灰替代等质量石英粉比例的增大,RPC的抗压强度和抗折强度曲线都呈先上升后下降的态势,这是因为硅灰的活性较大,对强度的贡献大于石英粉所致[19].只要流动度在满足自密实的范围内,则随硅灰掺量的增大,试样的强度将提高;而随着硅灰掺量的继续加大,浆料坍落扩展过小,其自密实性不够,因而将使试样强度降低.将图5与表1中D系列的试验数据相比较后发现,试样强度变化转折点所对应的坍落扩展度约为255 mm,其标准养护条件下的抗压强度大于105MPa,与吴炎海等[20]振捣成型的RPC在标准养护条件下得到的抗压强度相似,说明坍落扩展度达到255mm时,RPC可达到比较好的自密实程度.2.3优选配比的RPC抗离析性能和钢筋间隙通过能力优选配比的RPC分层度和阻滞率见表2.通过分层度试验和阻滞率试验可分别考察新拌浆料的抗离析性能和钢筋间隙通过能力,以完善对其自密实性能的考察.由上述分析可知,当采用表2配比时,RPC可达到255mm以上的坍落扩展度,同时又可取得105MPa 以上的28d标准养护抗压强度.另外,此配比情况下的新拌浆料密度分层度也在1%以内,抗离析性能良好.由于新拌浆料流动性能很好,在进行阻滞率试验时,浆料呈扩散状淌出L2box很远,扩散半径为30～40cm,浆料厚度十分均匀,计算所得阻滞率为1,说明其钢筋间隙通过能力很好.3结论1.当聚羧酸盐减水剂掺量为胶凝材料质量的0.8%～1.0%时,可以在水胶比为0.235～0.255范围内配制出具有自密实性能的活性粉末混凝土.2.可以采用砂浆坍落扩展度的试验方法来简单地评价活性粉末混凝土自密实性能,当坍落扩展度在255mm以上时,活性粉末混凝土便可达到自密实的流动性要求.3.水泥、硅灰、石英粉、石英砂的质量比为1∶0.25∶0.37∶1.1,聚羧酸盐减水剂固体掺量为胶凝材料质量的1.0%,水胶比为0.235时,活性粉末混凝土坍落扩展度在255mm以上,且具有良好的抗离析性能和钢筋间隙通过能力,能满足自密实要求,标准养护条件下的28d抗压强度和抗折强度分别超过105 MPa和15MPa.。
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RPC（活性粉煤灰混凝土）材料简介北京惠诚基业工程技术有限责任公司活性粉末混凝土（Reactive Powder Concrete，以下简称RPC）是继高强、高性能混凝土之后，20世纪90年代初开发出的超高强度、高韧性、高耐久性、体积稳定性良好的新型材料。
它是DSP(Densified System containing ultra-fine Particles)材料与纤维增强材料相复合的高技术混凝土。
根据其组成和热处理方式的不同，这种混凝土的抗压强度可以达到200MPa 至800MPa；抗拉强度可以达到20MPa至50MPa；弹性模量为40Gpa至60Gpa；断裂韧性高达40000J/m2，是普通混凝土的250倍，可与金属铝媲美；氯离子渗透性是高强混凝土的1/25，抗渗透能力极强；300次快速冻融循环后，试样未受损，耐久性因子高达100%；预应力活性粉末混凝土梁的抗弯强度与其自重之比接近于钢梁。
RPC在工程结构中的应用可以解决目前的高强与高性能混凝土抗拉强度不够高、脆性大、体积稳定性不良等缺点，同时还可以解决钢结构的投资高、防火性能差、易锈蚀等问题。
RPC的强度等级可分为200MPa级、500MPa级和800MPa级。
其中200MPa级RPC已在工程中应用，500MPa级RPC尚处在试验室研究阶段，800MPa级RPC则处在试验室试配阶段。
从工程应用角度来看，活性粉末混凝土有以下的优点：⑴ RPC可以有效地减轻结构物的自重。
RPC具有很高的抗压强度和抗剪强度，在结构设计中可以采用更薄的截面或具有创新性的截面形状，从而使结构自重比普通混凝土结构轻得多。
⑵可以大幅度提高结构物的耐久性。
RPC材料减小了界面过渡区的厚度与范围。
骨料粒径的减小，其自身存在缺陷的机率减小，整个基体的缺陷也减少。
RPC 十分密实，孔隙率极低，它不但能够阻止放射性物质从内部泄漏，而且能够抵御外部侵蚀性介质的腐蚀，从整体上提高了体系均匀性、强度和耐久性。
⑶采用RPC设计的构件，可以极大地减少箍筋和受力筋的用量，甚至可以不设置箍筋。
⑷RPC结构的高耐久性极大地减少或免除了维护费用，延长了使用寿命，因而具有很高的性能价格比。
⑸RPC材料的高韧性和结构自重的减轻有利于提高结构的抗震和抗冲击性能。
⑹RPC材料的耐高温性、耐火性以及抗腐蚀能力远远高于钢材。
由上述RPC材料的优点可以看出，采用RPC材料可以延长结构寿命，免除维护费用，降低工程建设和使用的综合造价。
RPC材料的突出技术性能主要表现在硬化体的高强度、高韧性、高耐久性，拌合物的良好施工性能，原材料组成的环保性能。
一、力学性能RPC材料的强度可按抗压强度分为200MPa级、500MPa级和800MPa级。
200MPa 级的RPC材料已在工程中应用，500MPa级尚处在试验室研究阶段，800MPa级RPC 材料则处在试验室试配阶段。
不同强度等级的RPC所用的原材料与生产工艺有较大的差异。
RPC材料同HPC相比，显著的特点是强度高、韧性大,抗拉强度尤为高。
200MPa级RPC材料的抗压强度为170-230MPa，是高强混凝土的2-4倍，同时具有很高的变形能力（图1）。
抗折强度为20-40MPa，是高强混凝土的4-6倍，掺入纤维后拉压比可达1/6左右。
图1. RPC与高性能混凝土(HPC)抗压强度－应变曲线的对比图2.各种常用材料的断裂能和抗弯强度的比较由图2可知，该强度级别的RPC材料断裂韧性高达20000-40000J/m-2,比普通混凝土与高强混凝土高出100倍，可与金属铝媲美。
加拿大的工业化试验表明：优选的地方材料通过混凝土搅拌车或固定搅拌机可生产200MPa级RPC材料。
无纤维的RPC拌和物注入钢管内，通过90℃蒸汽养护，很容易获得300MPa的抗压强度。
二、耐久性能RPC材料内部结构致密、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结构桥梁（行人/自行车桥）所用的200MPa 级RPC材料耐久性试验表明：300次快速冻融循环(最高温度4℃、最低温度-18℃、温度变化速度6℃/h)后，试样未受损，耐久性因子高达100%；RPC板的50次含除冰盐的冻融试验结果，重量损失率平均低于8g/M2，而Quebec省的允许标准为600g/M2，因此可忽略不计；测定的氯离子渗透性在6-9库仑间波动，而30MPa 普通混凝土的氯离子渗透性为5000库仑、80MPa高性能混凝土的氯离子渗透性为约500库仑，由此可见它的抗渗透能力非常好。
我公司研究开发的RPC材料其抗渗性大于P16,说明其抗渗性相当好，能有效地阻止有害介质的侵入。
600次快速冻融试验RPC试件的动弹性模量无损失、质量无损失，这表明我公司开发的RPC材料具有优秀的抗冻融能力。
三、施工性能RPC拌和物不仅流动性好，而且粘聚性良好，在运输、浇注和捣实过程中不发生离析现象。
在窄小的模板内和钢筋间隙的通过性能良好，浇注后不需要振捣。
四、环保性能RPC材料具有良好的环保性能。
分别采用RPC材料、钢结构及钢筋混凝土的同等抗弯能力的工字型梁，截面尺寸如图3所示，可见RPC材料所制成的构件截面尺寸可等同于钢结构构件。
表1给出了同等承载力条件下， 30MPa引气型普通混凝土、60MPa的HPC及RPC材料的等效体积、水泥用量、生产水泥过程CO2排放量及骨料用量。
由表1可见，同等承载力条件下RPC材料的水泥用量几乎是排放量也只有一半左右。
普通混凝土与HPC的1/2，因此同等量水泥生产过程CO2生产过程不可再生的自然资源骨料的用量RPC材料只占HPC与30MPa混凝土的1/3与1/4。
图3.RPC材料、钢材及钢筋混凝土在同等抗弯能力下的截面比较表1同等承载力条件下不同混凝土材料的生态性能比较品种30 MPa引气型混凝土60 MPa级HPC200 MPa级RPC等效体积（m3）126 100 33水泥用量(t) 44 40 23CO排放量(t) 44 40 232骨料用量(t) 230 170 60RPC材料作为高技术混凝土,具有高强度、高韧性、高耐久性、高抗腐蚀性、高耐冻融性及高耐水性等特点，其性能同普通混凝土和现有的高性能混凝土相比有了质的飞跃，并且在经济性和环保性方面优于钢材。
法国Bouygues公司于1994年在美国旧金山由ACI召开的春季会议上首次公布了RPC。
该材料兼具有高强度、高韧性、高密实性与高耐久性，在一般情况下可不配钢筋，即可用作结构材料，故对工程界有很大的吸引力。
在1994—1998年期间RPC已在土建工程中初露头角。
例如，法国在一核电站的冷却系统中耗用823立方米的RPC制作了2500多根尺寸不等的梁，并用以制作大量核废料储存容器。
美国CPAR计划及法国与美国陆军工程师团合作生产的RPC制品包括：大跨度预应力混凝土梁、压力管道及放射性固体废料储存容器。
加拿大在地处恶劣环境的加拿大魁北克省Sherbrooke用RPC预制构件现场组装了一座供行人和自行车通行的桁架桥。
该桥采用RPC材料构件后不仅大大减轻了自重,施工极其简便，而且大幅度提高了结构在高湿度环境、频繁受除冰盐腐蚀与冻融循环作用下的耐久性能。
另外,加拿大银行系统利用RPC材料的高强度与高韧性,开始制作银行的保险柜。
利用RPC的超高强度和高韧性，可以替代钢材制造薄壁制品、细长构件，如市政桥梁和大型工业厂房的桁架、梁、屋面板、桥面板等，可大大减小截面尺寸和制品自重，增加桥梁净高和厂房使用空间。
RPC与钢管、型钢相结合，以钢管混凝土或劲性混凝土结构的形式替代钢结构，可建造超高层建筑物，并降低工程造价。
利用RPC的高抗渗性能，可制造压力管道和容器，用来作输送油气、腐蚀性液气体的输送管道和固体废料（如核废料等）处理容器。
北京惠诚基业工程技术有限责任公司经研究试验，已开发出RPC材料作为非结构件的应用产品，如RPC空心板、铁路桥梁上的人行道板、声屏障、电缆沟槽盖板及人行道栏杆等，大大的降低了施工难度，并解决了钢结构造价高、易锈蚀等问题。
所开发的RPC产品已得到了实际工程应用，并取得了良好的工程效果。
由于其优越的物理力学性能，使RPC在交通、石油、核电、市政、海洋等工程及军事设施方面有着广阔的应用前景。
目前,RPC已成为国际工程材料领域一个新的发展热点。
1998年8月在Sherbrooke召开的高性能混凝土与活性粉末混凝土国际研讨会上，就RPC的原理、性能和应用进行了广泛的讨论。
北京惠诚基业工程技术有限责任公司研究开发的200MPa级活性粉末混凝土。
通过试验优选目前常用的国内混凝土原材料，结合常规的搅拌与热养护工艺已制备出高性能活性粉末混凝土。
并进行了材料综合性能的测试与基本构件的结构性能试验。
目前正致力于开发适用于高耐久性压力管道、桥梁、轨道结构、房建结构的各种活性粉末混凝土构件。
实验室配制RPC材料的基本性能试验结果项目抗压强度（Mpa）抗弯强度(Mpa) 弹性模量（Gpa）表观密度（Kg/m3）坍落度（mm）3d 28d 3d 28d结果169.4 168.6 18.4 20.6 46.8 2460 120 工厂生产的RPC材料的基本性能试验结果项目抗压强度(Mpa) 抗弯强度(Mpa) 弹性模量（Gpa）6d 28d 6d 28d结果157.0 158.3 18.0 21.1 48.5其它性能测定值为：抗渗性大于P50，28d碳化深度为0mm，800次快速抗冻融动弹性模量损失为 3.9%、质量损失为零。
导电性能测定结果均大于250MΩ。
板厚40mm的空气隔声指数为38.0dB。